Question

（18分）高鐵酸鹽（如K₂FeO4）是一種高效綠色氧化劑，可用于飲用水和生活用水的處理。從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備高鐵酸鹽較好的方法為電化學(xué)法。

（1）電化學(xué)法制備高鐵酸鈉采用鐵片作陽(yáng)極，NaOH溶液作為電解質(zhì)溶液，其電流效率可達(dá)到40%。寫出陽(yáng)極產(chǎn)生高鐵酸鈉的電極反應(yīng)方程式：            。

（2）鐵絲網(wǎng)電極是更理想的陽(yáng)極材料，相同條件下，可將電流效率提高至70%以上，原因是          。研究亦發(fā)現(xiàn)，鐵電極在某一電壓范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氧氣使陽(yáng)極表面生成Fe₂O₃膜而“鈍化”。寫出產(chǎn)生O₂的電極反應(yīng)方程式：          。

（3）FeO₄^2—易與水4h生成絮狀氫氧化鐵，也會(huì)影響高鐵酸鹽的產(chǎn)率。若以鐵絲網(wǎng)為陽(yáng)極，在中間環(huán)節(jié)（對(duì)應(yīng)圖中4h后）過(guò)濾掉氫氧化鐵，反應(yīng)過(guò)程中FeO₄^2—濃度以及電流效率隨時(shí)間的變化如圖1中實(shí)線所示（圖中曲線是每隔1h測(cè)得的數(shù)據(jù)）。圖中虛線部分對(duì)應(yīng)于沒有過(guò)濾氫氧化鐵而連續(xù)電解的情況。下列判斷正確的是    (填編號(hào))

        ①過(guò)濾：掉氫氧化鐵有利于獲得較高濃度的高鐵酸鹽溶液

        ②過(guò)濾掉氫氧化鐵對(duì)電流效率影響不大

        ③實(shí)驗(yàn)表明不過(guò)濾掉氫氧化鐵，6h后電流效率幾乎為0

（4）在相同的pH條件下，經(jīng)過(guò)相同的反應(yīng)時(shí)間，高鐵酸鹽的產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖2。

隨溫度升高，高鐵酸鹽產(chǎn)率先增大后減小的原因是          。

（5）人們還對(duì)用鐵的氧化物作電極制備高鐵酸鹽進(jìn)行了研究，例如以磁鐵礦多孔電極制備高鐵酸鹽，該研究方向的價(jià)值有           （至少答一點(diǎn)）。

 

Answer 1

 

解析: