Question

新型净水剂高铁酸钾(K₂FeO₄)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。

工业上制备K₂FeO₄的常用方法有两种。

方法Ⅰ：次氯酸盐氧化法。

工艺流程如图所示。

（1）已知“氧化”过程中氧化产物为Na₂FeO₄，写出其反应的化学方程式：

（2）“转化”过程中发生反应的化学方程式为                           。

（3）上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可将粗产品用稀KOH溶液溶解，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶，这种分离提纯的方法为          法。

方法Ⅱ：电解法。

以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极液中加入KOH

（4）电解时阳极发生反应生成FeO₄^2－，该电极反应方程式为                        。

Answer

（1）FeCl3＋2NaOH＋10NaClO = 2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O

（2）Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH

（3）重结晶

（4）Fe＋8OH－－6e－===FeO42－＋4H2O

【解析】

试题分析：（1）反应中FeCl3→Na2FeO4，铁元素化合价由+3价升高为+6价，化合价总升高3价，NaClO→NaCl，氯元素化合价由+1降低为-1价，化合价总共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故FeCl3系数为2，NaClO系数为3，由铁元素守恒可知 Na2FeO4系数为2，由氯元素守恒可知NaCl系数为2×3+3=9，根据钠元素守恒可知NaOH系数为9+2×2=13，由氢元素守恒可知H2O系数为5，配平方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。

故答案为：2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O；

（2）“转化”过程是在加入KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4，反应方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH。

故答案为：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH。

（3）由题目信息可知，K2FeO4可溶于水，在中性或酸性溶液中能分解，在碱性溶液中稳定，在分离提提纯的时候就要在碱性环境中进行，要防止引入新杂质，所以需要将K2FeO4粗产品在稀KOH溶液中溶解，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶，过滤。这种分离提纯的方法为重结晶。

故答案为：重结晶 ；

（4）由题目信息可知，铁为阳极电解氢氧化钠溶液，生成FeO42-，阳极电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。故答案为：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。

考点：考查制备实验方案的设计；氧化还原反应方程式的配平；电解原理

【名师点睛】考查方程式的书写、基本的实验操作、阅读题目获取信息能力等，难度中等，需要学生具备综合运用知识及题目信息分析问题、解决问题能力．对于这类题目，需要搞清楚每一步反应物、生成物，清楚工艺流程原理。（1）反应中NaClO是氧化剂，还原产物是NaCl，根据元素守恒，可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式；（2）由工艺流程可知，“氧化”过程除杂后的滤液中含有Na2FeO4，“转化”过程的产物为K2FeO4，故“转化”过程是在加入KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4；（3）由题目信息可知，K2FeO4可溶于水，在中性或酸性溶液中能分解，在碱性溶液中稳定，在分离提提纯的时候就要在碱性环境中进行，要防止引入新杂质，所以需要将K2FeO4粗产品在稀KOH溶液中溶解，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶；（4）由题目信息可知，铁为阳极电解氢氧化钠溶液，生成FeO42-，由元素守恒还生成水。