Question

工业上制备K₂FeO₄的流程如下：

(1)配制FeSO₄溶液时，需加入铁粉和稀硫酸，试说明加铁粉的原因______________________，加稀硫酸原因_______________________。

(2)用饱和KOH溶液结晶的原因是__________________。

(3)洗涤时用乙醚作洗涤剂的原因是_________________。

(4)经测定第一、二次氧化时的转化率分别为a和b，结晶时的转化率为c，若要制备d Kg的K₂FeO₄，则需要FeSO₄·7H₂O___________Kg。（K₂FeO₄的相对分子质量是198；FeSO₄·7H₂O的相对分子质量是278；答案用分数表示）

(5)电解法也能制备K₂FeO₄。用KOH溶液作电解液，在阳极可以将铁氧化成FeO，试写出此时阳极的电极反应式___________________________。

Answer

防止FeSO4被氧化 抑制FeSO4的水解 提供K+ 减少K2FeO4的损失 139d/ 99abc Fe+8OH--6e-= FeO+4H2O

【解析】

根据流程可知，工业上用FeSO4制备K2FeO4，铁的化合价由+2价升高到+6价，故经过两次氧化，目的在于实现铁化合价的转化，K+的引入则是通过加入饱和KOH溶液。FeSO4中亚铁离子易被氧化生成铁离子，且易水解生成氢氧化亚铁，加入铁粉防止氧化，加入硫酸抑制水解；高铁酸钾不溶于乙醚，洗涤时用乙醚作洗涤剂可以减少产品损失；需要FeSO4•7H2O 质量利用铁元素守恒进行计算；电解时阳极失电子，发生氧化反应，Fe在碱性条件下被氧化为FeO42-，电极反应式为：Fe+8OH--6e-=FeO42+4H2O。

(1)FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化生成铁离子，且易水解生成氢氧化亚铁，加入铁粉防止氧化，加入硫酸抑制水解，实验室配制FeSO4溶液时，需加入铁粉和稀硫酸，加入铁粉的原因是防止FeSO4被氧化，加稀硫酸原因是抑制FeSO4的水解；

(2)上述分析可知用饱和KOH溶液提供钾离子结晶析出高铁酸钾晶体，用饱和KOH溶液结晶的原因是提供K+离子；

(3)高铁酸钾不溶于乙醚，洗涤时用乙醚作洗涤剂的原因是减少产品K2FeO4的损失；

(4)经测定第一、二次氧化时的转化率分别为a和b，结晶时的转化率为c，若要制备d Kg的K2FeO4，元素守恒得到铁元素物质的量Kmol，设需要绿矾质量为xkg，则得到x×abc=×278，算出x=kg=kg，则需要FeSO4•7H2O 质量为：或；

(5)电解时阳极失电子，发生氧化反应，Fe在碱性条件下被氧化为FeO42-，电极反应式为：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。