Question

【題目】鐵的重要化合物高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點(diǎn)。而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為_______________________________；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作10 min ，理論消耗Zn ___________g（已知F=96500 C／mol）。

（2）圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有______________________________________。

（3）高鐵酸鉀生產(chǎn)方法之二是在強(qiáng)堿性介質(zhì)中用KClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鉀，該反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。

（4）K2FeO4能消毒、凈水的原因________________________________________。

Answer 1

【答案】 FeO42- +4 H2O+3e- = Fe（OH）3+5 OH- 0.2 工作時間長工作電壓穩(wěn)定。 3ClO-+2Fe（OH）3+4 OH-=2 FeO42- +3Cl-+5 H2O +6價鐵具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒且反應(yīng)生成三價鐵離子水解又生成氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮物。

【解析】試題分析：(1)根據(jù)電池裝置，Zn做負(fù)極，C為正極，高鐵酸鉀的氧化性很強(qiáng)，左邊燒杯只能生成三價鐵，三價鐵離子在堿溶液中沉淀下來；(2)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有:使用時間長、工作電壓穩(wěn)定 ；(3) Fe(OH)3中Fe元素化合價由+3價升高為+6價，共升高3價，KClO中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，共降低2價，根據(jù)化合價升降相同配平方程式；（3）+6價鐵具有強(qiáng)氧化性，氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮物；

解析：(1)根據(jù)電池裝置，Zn做負(fù)極，C為正極，高鐵酸鉀的氧化性很強(qiáng)，左邊燒杯只能生成三價鐵，三價鐵離子在堿溶液中沉淀下來；正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe(OH)3，正極電極反應(yīng)式為:FeO42-+4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH-；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，通過電子為 ，則理論消耗Zn為0.2g；(2)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有:使用時間長、工作電壓穩(wěn)定；(3) Fe(OH)3中Fe元素化合價由+3價升高為+6價，共升高3價，KClO中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，共降低2價，根據(jù)化合價升降相同配平，反應(yīng)離子方程式是3ClO-+2Fe（OH）3+4 OH-=2 FeO42- +3Cl-+5 H2O；(5) K2FeO4中+6價鐵具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒且反應(yīng)生成三價鐵離子水解又生成氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮物，所以K2FeO4能消毒、凈水。