Question

【题目】高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比C12、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。

（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为:2FeSO4 + aNa2O2 =2Na2FeO4 + bX + 2Na2SO4 + c O2↑

①该反应中物质 X 应是___________，a 与 c 的关系是____________。

②简要说明 K2FeO4 作为水处理剂时，在水处理过程中所起的作用_______________。

（2）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种数粒：Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、C1-、H2O。

①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：__________________________ 。

②若反应过程中转移了0.3mo1电子，则还原产物的物质的量为________ mo1。

③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明什么问题______________________________________。

Answer 1

【答案】 Na2O a=4+2c 高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为 Fe3+，Fe3+水解生成 Fe(OH)3 胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O 0.15 该温度下 K2FeO4 比 Na2FeO4 的溶解度小

【解析】(1) ①反应中铁元素由+2价升高到+6价，过氧化钠中的部分氧由-1价升高到0价，根据氧化还原反应中元素化合价升降规律，过氧化钠中的另一部分氧一定会从-1价降低到-2价，反应中硫、铁原子已经守恒，所以X只能是氧化钠,。故答案为Na2O；配平后方程式为2FeSO4 + 6Na2O2 =2Na2FeO4 + 6 Na2O2 + 2Na2SO4 + O2↑，所以有a=4+2c，故答案为：a=4+2c；②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，消毒过程中自身被还原为铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁胶体可吸附水中悬浮的杂质而沉降，从而净化水，故答案为：高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为 Fe3+，Fe3+水解生成 Fe(OH)3 胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降。 （2）①高铁酸钾是生成物，则氢氧化铁为反应物，该反应中铁元素化合价升高，氢氧化铁做还原剂，还需要氧化剂参加反应，次氯酸根离子具有氧化性，所以次氯酸根离子做反应物，生成物为氯离子，氯元素化合价由+1降低到-1，转移电子数为6，溶液在碱性条件下进行，则氢氧根离子参与反应，所以反应方程式为：2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O，故答案为：2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；②反应中转移6摩尔电子生成还原产物为3摩尔氯离子，所以反应过程中转移了0.3mo1电子时，还原产物为0.15mol。③ 由于该温度下高铁酸钾比高铁酸钠的溶解度小，所以低温下高铁酸钠溶液中加入氢氧化钾至饱和可析出高铁酸钾，故答案为：该温度下 K2FeO4 比 Na2FeO4 的溶解度小。