Question

高鐵酸鉀(K2FeO4)具有很強的氧化性，在生產、生活中有廣泛應用。

（1）K2FeO4常用做高效水處理劑，其兩種作用分別是＿＿＿＿＿。

[已知：FeO42－＋3e－＋4H2OFe(OH)3＋5OH－]

（2）制備K2FeO4可以采用濕式氧化法，流程如下圖：

①完成氧化工序的離子方程式：

②除雜工序目的是除去Na２FeO4溶液中的雜質，除去的雜質主要有＿＿＿＿＿(寫化學式)。

③轉化工序控制在某溫度下進行，則該溫度下溶解度：Na２FeO4＿＿＿＿＿K2FeO4? (填“＞”、“＜”或“＝”)。

（3）實驗室模擬工業(yè)電解法制取K2FeO4，裝置如右圖。

①此裝置中電源的負極是＿＿＿＿(填“a”或“b”)。

②陽極的電極反應式為＿＿＿＿＿＿。

（4）已知K2FeO4稀溶液中存在如下平衡：4FeO42－＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。實驗測得K2FeO4溶液濃度與溫度和pH的關系分別如下圖所示：

①由圖I可得出的結論：該反應的△Ｈ＿＿＿0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②圖Ⅱ中pH１＿＿＿pH3(填“＞”、“＜”或“＝”)。

 

Answer 1

【答案】

（1）殺菌和凝聚? （2）①ClO2－＋2Fe3＋＋10OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O

②NaNO3、NaCl? ③＞? （3）①a? ②Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O

（4）①＞? ②＜

【解析】

試題分析：（1）已知FeO42－＋3e－＋4H2OFe(OH)3＋5OH－，這說明K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒。另外生成的鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體具有吸附性，還起到凈水劑的作用。

（2）①根據(jù)方程式可知，反應中氯元素的化合價從+1價降低到－1價，得到2個電子。鐵的化合價從+3價升高到+6價，得到2個電子，因此根據(jù)電子得失守恒可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比是3:2。由于溶液顯堿性，所以根據(jù)原子守恒可知，反應后還有水生成，則該反應的離子方程式為3ClO2－＋2Fe3＋＋10OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O。

②根據(jù)原子守恒可知，反應中還有硝酸鈉和氯化鈉生成，所以除雜的目的是除去NaNO3、NaCl。

③根據(jù)該溫度下高鐵酸鈉能轉化為高鐵酸鉀，所以根據(jù)沉淀容易向更難的方向轉化可知，高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度。

（3）①電解法制取K2FeO4，則反應中鐵應該是失去電子，所以鐵是陽極，因此b是電源的正極，a是大于的負極。

②鐵是陽極失去6個電子，因此陽極電極反應式為Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O。

（4）①由圖I可知，溫度T1首先達到平衡狀態(tài)，這說明溫度T1最高。但溫度高K2FeO4溶液濃度越小，這說明升高溫度平衡向正反應方向移動，因此正方應是吸熱反應，即該反應的△Ｈ＞0。

②pH越小，溶液的酸性越強，則溶液中OH－越小，有利于平衡向正反應方向移動。所以根據(jù)圖2可知pH１時K2FeO4溶液濃度最小，因此pH１小于pH3。

考點：考查高碳酸鹽的作用、氧化還原反應方程式配平、溶解平衡、電解原理的應用以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響等