高铁酸钾(K
2FeO
4)具有极高的氧化性,且其还原产物为铁锈,对环境无不良影响.因该物质具有“绿色”、选择性高、活性强等特点受到人们关注.
I、高铁酸钾制备方法之一为:①在一定温度下,将氯气通入KOH溶液中制得次氯酸钾溶液;②在剧烈搅拌条件下,将Fe(NO
3)
3分批加入次氯酸钾溶液中,控制反应温度,以免次氯酸钾分解;③加 KOH至饱和,使K
2FeO
4 充分析出,再经纯化得产品,其纯度在95%以上.
(1)氯碱工业中制备氯气的化学方程式是
;
(2)温度过高会导致次氯酸钾分解生成两种化合物,产物之一是氯酸钾(KClO
3),另一种产物应该是
(写化学式)
(3)制备过程有一步反应如下,请配平此方程式(将计量数填入方框中):
Fe(OH)
3+
ClO
-+
OH
-═
Fe+
Cl
-+
H
2O
Ⅱ、为探究高铁酸钾的某种性质,进行如下两个实验:
实验1:将适量K
2FeO
4分别溶解于pH 为 4.74、7.00、11.50 的水溶液中,配得FeO
42-浓度为 1.0mmol?L
-1(1mmol?L
-1=10
-3mol?L
-1)的试样,静置,考察不同初始 pH 的水溶液对K
2FeO
4某种性质的影响,结果见图1(注:800min后,三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变).
实验2:将适量 K
2FeO
4 溶解于pH=4.74 的水溶液中,配制成FeO
42-浓度为 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,考察不同温度对K
2FeO
4某种性质的影响,结果见图2.
(4)实验1的目的是
;
(5)实验2可得出的结论是
;
(6)高铁酸钾在水中的反应为4FeO
42-+10H
2O?4Fe(OH)
3+8OH
-+3O
2↑.
由图1可知,800min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
;
Ⅲ、高铁酸钾还是高能电池的电极材料.例如,Al-K
2FeO
4电池就是一种高能电池(以氢氧化钾溶液为电解质溶液),该电池放电时负极反应式是
.