Question

【題目】高鐵酸鹽在能源、環保等方面有著廣泛的用途。濕法、干法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示。

濕法	強堿性介質中，Fe（NO3）3與NaClO反應生成紫紅色高鐵酸鹽溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產物

（1）工業上用濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的流程如下圖所示：

①反應I的化學方程式為 。

②反應II的離子方程式為 。

③進行溶解，沉淀、洗滌這些操作的共同目的是 。

（2）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為________________。

（3）濕法、干法制備K2FeO4的反應中均利用的是+3價Fe元素的 性質。

（4）高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，下圖為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出的高鐵電池的優點有 。

Answer 1

【答案】（1）①2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O；②3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③使得到的高鐵酸鈉轉化為高鐵酸鉀并進一步提純；（2）高鐵酸鉀有強氧化性，能殺菌消毒；產生的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用；（3）還原性；（4）放電時間長，工作電壓穩定。

【解析】試題分析：（1）①濕法制法：根據信息，強堿性介質中，Fe(NO3)3與NaClO反應生成高鐵酸鹽，因此反應I制取NaClO，其反應方程式為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；②根據信息和反應II，Fe3＋＋ClO－→FeO42－＋Cl－，根據化合價升降法配平，2Fe3＋＋3ClO－→2FeO42－＋3Cl－，濕法制取高鐵酸鹽，環境是強堿性，OH－作反應物生成H2O，根據所帶電荷數和原子守恒進行配平，3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③反應中生成的是高鐵酸鈉，而產品是高鐵酸鉀，因此溶解、沉淀、洗滌這些操作的共同的目的是使得到的高鐵酸鈉轉化為高鐵酸鉀并進一步提純；（2）高鐵酸鉀中＋6價鐵，具有強氧化性，能殺菌消毒，其還原產物是Fe3＋，Fe3＋水解成氫氧化鐵膠體，可以吸附水中的顆粒，達到凈水的目的，因此：高鐵酸鉀有強氧化性，能殺菌消毒；產生的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用；（3）＋3價鐵轉化成＋6價鐵，化合價升高被氧化，因此具有還原性；（4） 放電時間長，工作電壓穩定。