Question

（2011?江蘇模擬）[化學--選修化學與技術]
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．
（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

2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O

．
②反應Ⅱ的離子方程式為

3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O

．
③加入飽和KOH溶液的目的是

增大K⁺濃度，促進K₂FeO₄晶體析出

．
（2）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為

高鐵酸鉀有強氧化性

、

能殺菌消毒

，

在水中被還原生成Fe（OH）₃膠體

、

有吸附性起凈水作用

．
（3）干法制備K₂FeO₄的反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為

3﹕1

．
（4）高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，右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

放電時間長

，

工作電壓穩定

．

Answer 1

分析：（1）根據物質的性質寫出方程式，反應Ⅰ：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，反應Ⅱ：
3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，加入飽和KOH溶液可以增大K⁺的濃度，使平衡向右移動
（2）高鐵酸鉀具有很強的氧化性，能殺菌消毒，在水中生成的Fe（OH）₃膠體，有吸附性
（3）根據化合價的升降來判斷，化合價升高的為還原劑，化合價降低的為氧化劑，并根據化學計量數來分析氧化劑和還原劑的比例
（4）由圖可知高鐵電池比高能堿性電池放電時間長，工作電壓穩定．

解答：解：（1）①反應Ⅰ為復分解反應，方程式為：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O；
②反應Ⅱ為氧化還原反應，+3價鐵被氧化成+6價鐵，+1價的氯被氧化為-1價，方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
③NaFeO₄+KOH?KFeO₄+NaOH，加入飽和KOH溶液可以增大K⁺的濃度，使平衡向右移動，析出晶體，
故答案為：增大K⁺濃度，促進K₂FeO₄晶體析出；
（2）高鐵酸鉀具有很強的氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe（OH）₃膠體，有吸附性，
故答案為高鐵酸鉀有強氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe（OH）₃膠體、有吸附性起凈水作用；
（3）干法制備K2FeO4的反應的方程式為：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，N元素化合價降低，是氧化劑，鐵的化合價降低，是還原劑，氧化劑與還原劑的物質的量之比為3﹕1，
故答案為：3﹕1；
（4）由圖可知高鐵電池比高能堿性電池放電時間長，工作電壓穩定，
故答案為：放電時間長、工作電壓穩定．

點評：實驗方案設計與評價是高考不變的一個題型，每年高考必考，是熱點題型、也是高考難點之一．本題主要考查了氧化還原反應和離子反應方程式的書寫、化學平衡的移動、膠體的凈水原理．重點是利用化合價的升價和化學計量數判斷氧化劑和還原劑的比例．