Question

高铁酸钾（K₂FeO₄)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl₂、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）干法制备高铁酸钾的主要反应为：

2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑

①该反应中的氧化剂是        ，还原剂是        。每生成1molNa₂FeO₄，转移         mol电子；

②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用。                               

（2）湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O。

①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式                                ；

②若反应过程中转移了0．3mol电子，则还原产物的物质的量为                        。

（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)，试分析原因。                                                               。

 

Answer 1

【答案】

（１）①Na₂O₂(1分）Na₂O₂和FeSO₄(1分）5（2分）

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Fe₃₊,Fe₃₊水解生成Fe(OH)₃胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降（2分）

（２）{1}2Fe(OH)₃+3ClO^-+4OH-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O（2分）

{2}0．15mol（1分）

（３）该温度下K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度小（1分）

【解析】

试题分析：（1）干①元素化合价降低的物质是氧化剂：故为Na₂O₂，还原剂是Na₂O_2，FeSO₄。根据化合价降低总数判断可知每生成1molNa2FeO4，转移5mol电子；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Fe₃₊,Fe₃₊水解生成Fe(OH)₃胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降，因此K2FeO4作为水处理剂。（2）湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O。①根据化合价有升必有降找出反应物和生成物，故湿法制高铁酸钾反应的离子方程式2Fe(OH)₃+3ClO^-+4OH-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；②根据该离子方程式，可判断出若反应过程中转移了0．3mol电子，则还原产物的物质的量为0．15mol。（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)，在溶液中发生了离子的交换使物质的溶解性发生了改变，可能的原因是该温度下K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度小。

考点：考查新情景下氧化还原方程式的书写和配平，同时考查了氧化还原反应的概念和电子转移的计算。