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：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O?Fe（OH）₃+5OH^-]
（2）制備K₂FeO₄可以采用濕式氧化法，流程如圖：

①完成氧化工序的離子方程式：□ClO^-+□Fe³⁺□

 

═□FeO₄^2-+□Cl^-+□

 

．
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）實驗室模擬工業電解法制取K₂FeO₄，裝置如圖．

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：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂實驗測得K₂FeO₄溶液濃度與溫度和pH的關系分別如圖：

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

分析：（1）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用；
（2）①反應中ClO^-是氧化劑，還原產物是Cl^-，根據元素守恒，可知反應式中需要補充OH^-和H₂O．根據化合價升降法配平方程式；
②根據反應物和生成物確定雜質；
③沉淀向溶解度更小的方向轉化；
（3）①活潑金屬做陽極，金屬失電子；
②陽極上鐵失電子生成FeO₄^2-；
（4）①溫度越高，相同時間內FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小；溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應；
②pH越小，氫離子濃度越大，然后根據平衡移動解題．

解答：解：（1）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用；
故答案為：殺菌消毒、吸附懸浮物；
（2）①反應中Fe³⁺→FeO₄^2-，鐵元素化合價由+3價升高為+6價，化合價總升高3價，ClO^-→Cl^-，氯元素化合價由+1降低為-1價，化合價總共降低2價，化合價升降最小公倍數為6，故Fe³⁺系數為2，ClO^-系數為3，由鐵元素守恒可知 FeO₄^2-系數為2，由氯元素守恒可知Cl^-系數為3，根據鈉元素守恒可知OH^-系數為10，由氫元素守恒可知H₂O系數為5，配平離子方程式：3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5 H₂O，故答案為：3、2、10OH^-、2、3、5H₂O；
②根據反應物和生成物確定雜質為NaNO₃、NaCl，故答案為：NaNO₃、NaCl；
③沉淀向溶解度更小的方向轉化，K₂FeO₄的溶解度更小，故答案為：＞；
（3）①活潑金屬做陽極，金屬失電子，則b為正極，a為負極，故答案為：a；
②陽極上鐵失電子生成FeO₄^2-，1mol鐵失去6mol電子，電極反應式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
（4）①由圖1數據可知，溫度越高，相同時間內FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應，故答案為：＞；
②pH越小，氫離子濃度越大，平衡向正反應方向移動，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，由圖知pH₁＜pH₃，故答案為：＜．

點評：本題考查學生閱讀題目獲取信息的能力、氧化還原反應、電解原理的應用，電極反應，電極產物的判斷和化學平衡移動等，難度中等，要求學生要有扎實的基礎知識和靈活運用知識解決問題的能力，注意基礎知識的全面掌握．