Question

16．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有很強(qiáng)的氧化性，是一種高效水處理劑，處理廢水時(shí)，既利用其強(qiáng)氧化性，又利用Fe（OH）₃膠體的凝聚作用．

（1）制備K₂FeO₄可以采用干式氧化法或濕式氧化法．
①干式氧化的初始反應(yīng)是2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，該反應(yīng)中每生成2mol Na₂FeO₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子10mol．
②濕式氧化法的流程如圖1所示：上述流程中制備N(xiāo)a₂FeO₄的化學(xué)方程式是2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；結(jié)晶過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式是2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓．
（2）K₂FeO₄在水中不穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂，其穩(wěn)定性與溫度（T）和溶液pH的關(guān)系分別如圖所示．
①由圖2可得出的結(jié)論是K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱．
②圖3中a＜c（填“＞”、“＜”、“=”），其原因是由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑可知：氫離子濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，高鐵酸鉀溶液平衡時(shí)FeO₄^2-濃度越小，pH越小．

Answer 1

分析 （1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的負(fù)一價(jià)氧，2mol的有變成0價(jià)，還有10mol變成-2價(jià)，而鐵是正2價(jià)變?yōu)檎?價(jià)，所以每生成2mol Na₂FeO₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子10mol；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄；結(jié)晶過(guò)程中鉀離子和高鐵酸根離子反應(yīng)生成高鐵酸鉀沉淀；
（2）①溫度越高，相同時(shí)間內(nèi)FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時(shí)FeO₄^2-濃度越��；溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
②pH越小，氫離子濃度越大，然后根據(jù)平衡移動(dòng)解題．

解答 解：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的負(fù)一價(jià)氧，2mol的有變成0價(jià)，還有10mol變成-2價(jià)，而鐵是正2價(jià)變?yōu)檎?價(jià)，所以每生成2mol Na₂FeO₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子10mol，
故答案為：10；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；結(jié)晶過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓，
故答案為：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓；
（2）①由圖1數(shù)據(jù)可知，溫度越高，相同時(shí)間內(nèi)FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時(shí)FeO₄^2-濃度越小，溫度越高FeO₄^2-濃度越小，所以K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱，
故答案為：K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱；
②pH越小，氫離子濃度越大，由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑可知：氫離子濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，高鐵酸鉀溶液平衡時(shí)FeO₄^2-濃度越小，pH越小，由圖知a＜c，
故答案為：＜；由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑可知：氫離子濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，高鐵酸鉀溶液平衡時(shí)FeO₄^2-濃度越小，pH越�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、鐵的化合物的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡移動(dòng)等，題目難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．