Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更強，無二次污染。工業上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出。

(1)干法制備高鐵酸鉀的主要反應為：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。

①該反應中的還原劑是_______，該反應每生成1 mol Na2FeO4轉移_____ mol電子。

②簡要說明K2FeO4作為水處理劑時，在水處理過程中所起的作用：一是K2FeO4氧化性強，可以消毒殺菌；二是__________________。

(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應體系中有六種微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO、Cl－、H2O。

①寫出并配平濕法制備高鐵酸鉀的離子反應方程式：_____________________。

②若反應過程中轉移了0.3 mol電子，則還原產物的物質的量為________。

③低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，可析出高鐵酸鉀(K2FeO4)，說明了什么問題______________________。

Answer 1

【答案】 FeSO4和Na2O2 5 消毒過程中FeO被還原成Fe3＋，Fe3＋水解產生的Fe(OH)3膠體能吸附除去水中的懸浮雜質 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O 0.15_mol 該溫度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小

【解析】（1）該反應中Fe元素化合價由+2價變為+6價、O元素化合價由-1價變為0價、-2價，①失電子化合價升高的反應物是還原劑，所以FeSO4、Na2O2是還原劑（部分Na2O2是氧化劑）；根據Na2FeO4和轉移電子之間的關系式知，每生成l mol Na2FeO4 ，Fe元素轉移電子為4mol、O元素轉移電子為1mol，總轉移電子的物質的量為5mol；或反應中每5molNa2O2作氧化劑，轉移10mol電子，生成2mol Na2FeO4，每生成l mol Na2FeO4 轉移電子的物質的量為5mol；②K2FeO4中Fe元素的化合價為+6價，具有強氧化性，且還原產物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質，故：消毒過程中FeO42―被還原成Fe3＋，Fe3＋水解產生的Fe(OH)3膠體能吸附除去水中的懸浮雜質。(2)濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）時，Fe(OH)3失電子被氧化生成K2FeO4，則ClO－作氧化劑被還原生成Cl－，氫氧化鐵必須在堿性條件下存在，所以該反應是在堿性條件下進行，該離子反應為2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－═2FeO42－+3Cl－+5H2O；②從2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－═2FeO42－+3Cl－+5H2O，每有3molClO-反應轉移6mol電子，若反應過程中轉移了0.3 mol電子，則還原產物的物質的量為0.15mol；③向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，可析出高鐵酸鉀(K2FeO4)，說明：該溫度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。