Question

高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

湿法	强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的流程如下图所示：

 

①反应I的化学方程式为                    。

②反应II的离子方程式为                      。

③加入饱和KOH溶液的目的是                          。

（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为                 ；__                __。（用文字表述）

（3）干法制备K₂FeO₄的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为               。

（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，右图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有              ；             。

Answer

（1）①2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；②3ClO- + 10OH- + 2Fe3+ = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；③增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出；（2）高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒；产生的Fe(OH)3胶体有吸附性，可除去悬浮杂质；（3）3:1；（4）放电时间长；工作电压稳定。

【解析】

试题分析：（1）①反应I中氯气和NaOH发生歧化反应，反应方程式为Cl2 ＋ 2NaOH = NaCl ＋ NaClO ＋ H2O；②根据湿法Fe化合价由＋3价→＋6价，升高3价，ClO－中Cl由＋1价→－1价降低2价，最小公倍数6，因此Fe3＋的系数为2，ClO－的系数为3，根据原子守恒和电荷守恒，2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出；

（2）＋6价Fe具有强氧化性，能杀菌消毒，产生的Fe(OH)3胶体有吸附性，能除去吸附杂质，达到净水；（3）根据干法，反应方程式为Fe2O3 ＋ 3KNO3 ＋ 4KOH 2K2FeO4 ＋ 3KNO2 ＋ 2H2O，Fe2O3是还原剂，KNO3是氧化剂，因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1；

（4）根据放电曲线，得出优点：放电时间长；工作电压稳定。

考点：考查氧化还原反应方程式的书写、胶体等知识。