Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有很强的氧化性，在生产、生活中有广泛应用．
（1）K₂FeO₄常用做高效水处理剂，其两种作用分别是

 

．[已知：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O?Fe（OH）₃+5OH^-]
（2）制备K₂FeO₄可以采用湿式氧化法，流程如图：

①完成氧化工序的离子方程式：□ClO^-+□Fe³⁺□

 

═□FeO₄^2-+□Cl^-+□

 

．
②除杂工序目的是除去Na₂FeO₄溶液中的杂质，除去的杂质主要有

 

（写化学式）．
③转化工序控制在某温度下进行，则该温度下溶解度：Na₂FeO₄

 

K₂FeO₄（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）实验室模拟工业电解法制取K₂FeO₄，装置如图．

①此装置中电源的负极是

 

（填“a”或“b”）．
②阳极的电极反应式为

 

．
（4）已知K₂FeO₄稀溶液中存在如下平衡：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂实验测得K₂FeO₄溶液浓度与温度和pH的关系分别如图：

①由图I可得出的结论：该反应的△H

 

　0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②图Ⅱ中pH₁

 

pH₃（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂，起到杀菌消毒作用，形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
（2）①反应中ClO^-是氧化剂，还原产物是Cl^-，根据元素守恒，可知反应式中需要补充OH^-和H₂O．根据化合价升降法配平方程式；
②根据反应物和生成物确定杂质；
③沉淀向溶解度更小的方向转化；
（3）①活泼金属做阳极，金属失电子；
②阳极上铁失电子生成FeO₄^2-；
（4）①温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小；温度越高FeO₄^2-浓度越小，正向反应是吸热反应；
②pH越小，氢离子浓度越大，然后根据平衡移动解题．

解答：解：（1）高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂，起到杀菌消毒作用，形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
故答案为：杀菌消毒、吸附悬浮物；
（2）①反应中Fe³⁺→FeO₄^2-，铁元素化合价由+3价升高为+6价，化合价总升高3价，ClO^-→Cl^-，氯元素化合价由+1降低为-1价，化合价总共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故Fe³⁺系数为2，ClO^-系数为3，由铁元素守恒可知 FeO₄^2-系数为2，由氯元素守恒可知Cl^-系数为3，根据钠元素守恒可知OH^-系数为10，由氢元素守恒可知H₂O系数为5，配平离子方程式：3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5 H₂O，故答案为：3、2、10OH^-、2、3、5H₂O；
②根据反应物和生成物确定杂质为NaNO₃、NaCl，故答案为：NaNO₃、NaCl；
③沉淀向溶解度更小的方向转化，K₂FeO₄的溶解度更小，故答案为：＞；
（3）①活泼金属做阳极，金属失电子，则b为正极，a为负极，故答案为：a；
②阳极上铁失电子生成FeO₄^2-，1mol铁失去6mol电子，电极反应式为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，故答案为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
（4）①由图1数据可知，温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，温度越高FeO₄^2-浓度越小，正向反应是吸热反应，故答案为：＞；
②pH越小，氢离子浓度越大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，由图知pH₁＜pH₃，故答案为：＜．

点评：本题考查学生阅读题目获取信息的能力、氧化还原反应、电解原理的应用，电极反应，电极产物的判断和化学平衡移动等，难度中等，要求学生要有扎实的基础知识和灵活运用知识解决问题的能力，注意基础知识的全面掌握．