Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种新型的高效水处理剂。

（1）高铁酸钾具有强氧化性的原因是                    。

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

（3）制备K₂FeO₄可以采用干式氧化法或湿式氧化法。

① 干式氧化的初始反应是2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，该反应中每生成2 mol Na₂FeO₄时转移电子        mol。

② 湿式氧化法的流程如下图：

上述流程中制备Na₂FeO₄的化学方程式是                          。

（4）高铁电池是正在研制中的可充电电池，右图为该电池和常用的高能

碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有　　          、

　　                    。

（5）探究高铁酸钾的某种性质。

【实验1】将适量K₂FeO₄固体分别溶解于pH 为 4.74、7.00、11.50 的水溶液中，配得FeO₄^2－浓度为 1.0 mmol·L^-1（1 mmol·L^—1 =10^—3 mol·L^—1）的试样，静置，考察不同初始 pH 的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图1（注：800 min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）。

 

【实验2】将适量 K₂FeO₄ 溶解于pH＝4.74 的水溶液中，配制成FeO₄^2－浓度为

1.0 mmol·L^-1 的试样，将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图2。则

①实验1的目的是                                        ；

②实验2可得出的结论是                                  ；

③高铁酸钾在水中的反应为4 FeO₄^2—＋10 H₂O4 Fe(OH)₃ ＋8OH^—＋3 O₂↑。 由图1可知，800 min时，pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH＝4.74的溶液中高，主要原因是              

                                     。

Answer 1

（1）其中的铁元素为+6价，易得电子（1分）

（2）高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒（1分）

     产生的Fe(OH)₃有吸附性，有絮凝作用（1分）

（3）① 10  （2分）

 ② 2Fe(NO₃)₃ + 3NaClO + 10NaOH = 2Na₂FeO₄ + 3NaCl + 6NaNO₃ + 5H₂O（2分）

（4）放电时间长  （1分）    工作电压稳定（1分）

（5）①研究在FeO₄^2—不同PH溶液中的稳定性（或反应的速率） （2分）

②温度越高，FeO₄^2—越不稳定（或与水反应的速率越快）   （2分）

③ pH=11.50的溶液中OH^— 离子浓度大，使平衡向左移动  （2分）