Question

（12分） 高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

湿法：强碱性介质中，Fe(NO₃)₃与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液

干法：Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO₂等产物

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的流程如下图所示：

①反应I的化学方程式为　　　　　            　　　。

②反应II的离子方程式为　　　             　　 　　　。

③加入饱和KOH溶液的目的是　　　　         　 　　　。

（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为　　　　　     　　　　　 ；  ______                           ____。

（3）干法制备K₂FeO₄的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　 　　　。

Answer 1

【答案】

（1）①2NaOH + Cl₂＝NaCl + NaClO + H₂O

②3ClO^－+ 10OH^－+ 2Fe³⁺＝2FeO₄^2－+ 3Cl^－+ 5H₂O

③增大K⁺ 浓度，促进K₂FeO₄晶体析出

（2）高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，产生的Fe(OH)₃胶体有吸附性，可将杂质一起凝聚而沉降          （3）3∶1 

【解析】（1）①氯气溶解在氢氧化钠溶液中，生成氯化钠和次氯酸钠，反应式为2NaOH + Cl₂＝NaCl + NaClO + H₂O。

②次氯酸钠具有氧化性，能把硝酸铁氧化生成高铁酸盐，而次氯酸钠被还原生成氯化钠，反应式为3ClO^－+ 10OH^－+ 2Fe³⁺＝2FeO₄^2－+ 3Cl^－+ 5H₂O。

③加入饱和氢氧化钾溶液，能增大钾离子浓度，促使K₂FeO₄晶体析出。

（2）高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，还原产物是铁离子。而铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，吸附溶液中的杂质形成沉淀而析出。

（3）1mol氯气在反应中只能得到1mol电子，生成次氯酸钠。而1mol硝酸铁能失去3mol电子，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是3︰1。