Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。
（1）FeO₄^2-与水反应的方程式为：4FeO₄^2- + 10H₂O  4Fe(OH)₃ + 8OH^－+ 3O₂，
K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用是           和           。

（2）将适量K₂FeO₄配制成c(FeO₄^2-) ＝1.0×10^-3 mol·L^-1（1.0mmol·L^-1）的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO₄^2-)的变化，结果见图Ⅰ。题（1）中的反应为FeO₄^2-变化的主反应，该反应的△H    0。
（3）FeO₄^2-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是     （填字母）。
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．改变溶液的pH，当溶液由pH＝10降至pH＝4的过程中，HFeO₄^－的分布分数先增大后减小
C．向pH＝8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：H₂FeO₄＋OH^－＝HFeO₄^－＋H₂O
D．pH约为2.5 时，溶液中H₃FeO₄⁺和HFeO₄^－比例相当
（4）HFeO₄^－H⁺+FeO₄^2-的电离平衡常数表达式为K=___________________，其数值接近        （填字母）。
A．10^-2.5        B．10^-6      C．10^-7         D．10^-10
（5）25℃时，CaFeO₄的Ksp = 4.536×10^-9，若要使100mL，1.0×10^-3 mol·L^-1的K₂FeO₄溶液中的c(FeO₄^2- )完全沉淀，理论上至少要加入的Ca(OH)₂的物质的量为    mol，
完全沉淀后溶液中残留的c(FeO₄^2- )为______________。

Answer 1

（1）杀菌消毒，吸附杂质（2）>（3）BD（4）  C（5）4.536×10^-5，1×10^-5mol/L

试题分析：（1）FeO₄^2-具有强氧化性，能消毒杀菌；FeO₄^2-与水生成的Fe(OH)₃胶体能吸附水中的悬浮物，使水体净化。（2）由图I可以看出，温度越高，溶液中c(FeO₄^2-)越小，说明升高温度，平衡向右移动，所以正反应是吸热反应。（3）由图可知当pH小于1.5时，溶液中只有H₃FeO₄⁺和H₂FeO₄，A错误；pH由10降至4时，HFeO₄^－的分布分数先增大后减小，B正确；向pH=8的该溶液中加KOH溶液，pH增大，离子方程式为HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，C错误；pH约为2.5 时， H₃FeO₄⁺和HFeO₄^－分布分数相等，D正确。（4）HFeO₄^－H⁺+FeO₄^2-的电离平衡常数K=，当pH接近7时，c(FeO₄^2-)=c(HFeO₄^-)，K≈10^-7。（5）要形成CaFeO₄沉淀，必须c(Ca²⁺)·c(FeO₄^2-)>K_sp(CaFeO₄)。
点评：勒沙特列原理适用于所有平衡体系；两种溶液混合，形成沉淀的条件是Q>K_sp。