Question

【題目】

I．高鐵酸鉀( K2Fe04)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置：

（1）該電池放電時正極的電極反應式為 ；若維持電流強度為1A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn g（已知F="96500" C／mol）。

（2）鹽橋中盛有飽和KC1溶液，此鹽橋中氯離子向 移動（填“左”或“右”）；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向 移動（填“左”或“右”）。

（3）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點有

Ⅱ．工業上濕法制備K2Fe04的工藝流程如圖3。

（4）完成“氧化”過程中反應的化學方程式：

其中氧化劑是 （填化學式）。

（5）加入飽和KOH溶液的目的是

（6）已知25℃時Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此溫度下若在實驗室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液，為使配制過程中不出現渾濁現象，則至少需要加入 mL 2 mol/L的鹽酸（忽略加入鹽酸體積）。

Answer 1

【答案】（1）FeO42﹣+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；0.2

（2）右；左（3）使用時間長、工作電壓穩定

（4）2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O；NaClO

（5）減小高鐵酸鉀的溶解，促進高鐵酸鉀晶體析出（6）2.5

【解析】試題分析：（1）放電時高鐵酸鉀為正極，正極發生還原反應，電極反應式為FeO42﹣+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；若維持電流強度為1A，電池工作十分鐘，轉移電子的物質的量為1×10×60÷96500=0.0062176mol。理論消耗Zn的質量 0.0062176mol÷2×65=0.2g（已知F="96500" C／mol）。

（2）電池工作時，陰離子移向負極，陽離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左移動。

（3）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點有使用時間長、工作電壓穩定

Ⅱ．（4）2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O氧化劑所含元素化合價降低，氧化劑是NaClO；

（5）加入飽和KOH溶液的目的是減小高鐵酸鉀的溶解，促進高鐵酸鉀晶體析出；

（6）已知25℃時Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此溫度下若在實驗室中配制5mol/L l00mL FeCl3

溶液，為使配制過程中不出現渾濁現象，，則至少需要加入2.5mL 2 mol/L的鹽酸。