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。

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的流程如图所示：

①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是：                                  。

②反应II的离子方程式为                                                   。

③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为                 它能净水的原因是                                   。

④已知25℃时Fe(OH)₃的Ksp = 4.0×10^-38，反应II后的溶液中c(Fe³⁺)=4.0×10^-5 mol/L,则需要调整         时，开始生成Fe(OH)₃（不考虑溶液体积的变化）。

（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是：          。

②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠    （填“大”或“小”）。

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

（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，高铁电池具有工作电压稳定， 放电时间长等优点，有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料，以硫酸酸钾为电解质，用惰性电极设计成高温下使用的电池，写出该电池正极电极反应式：                       。

Answer

（1）①减少高铁酸钾的溶解损失(2分)

②3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O(2分)

③高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性  (1分)高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe（OH）3胶体，有吸附性（有絮凝作用），使水澄清起净水作用  (1分)   ④3 (2分)

（2）①增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出(1分)  ②小 (1分)

（3）3：1  (2分)（4）2FeO42－+6e－+8SO32Fe3＋+8SO42-(2分)

 【解析】

试题分析：(14分)（1）①为防止K2FeO4的溶解，可用异丙醇洗涤，所以答案是减少高铁酸钾的溶解损失。

②ClO－在碱性条件下可将Fe3＋氧化为FeO42－，据题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化确定找出反应物：Fe3＋、ClO－，生成物：FeO42－、Cl－，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，反应II的离子方程式为3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O。

③  高铁酸钾（K2FeO4）在水中能消毒杀菌是因为有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体，有吸附性，使水澄清起净水作用。

④Ksp ＝c(Fe3＋)·c3(OH－)= 4.0×10-38，所以＝，c(OH－)＝1.0×10-11，c(H＋)＝1.0×10-3，pH= 3；

（2）①加入饱和KOH溶液的目的是增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出；

②溶解度小的沉淀先析出来，所以高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠；

（3）干法制备K2FeO4的反应的方程式为：Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O，N元素化合价降低，是氧化剂，铁的化合价降低，是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3﹕1，

（4）高铁酸钾得电子，做氧化剂，所以在正极反应的是FeO42－，电极反应式：2FeO42－+6e－+8SO32Fe3＋+8SO42-。

考点：考查考查氧化还原反应，离子方程式的书写等。