题目内容
（2010?安徽模拟）高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝、杀菌、灭菌、去浊、脱色、除臭为一体的新型、高效、绿色环保的多功能水处理剂．近十几年来，我国对高铁酸钾在饮用水处理中的应用的研究也不断深入，已取得可喜成果．比较理想的制备方法是次氯酸盐氧化法：先向KOH溶液中通入足量Cl2制备次氯酸钾饱和溶液，再分次加入KOH固体，得到次氯酸钾强碱性饱和溶液，加入三价铁盐，合成高铁酸钾．（1）向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式：
①Fe3++3OH-=Fe（OH）；②
2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
．（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物．将适量K2Fe2O4溶液于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO2-4）=1.0mmol?L-1试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO+2-4）的变化，结果见图．高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为
4FeO2-4+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
4FeO2-4+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
，该反应的△H＞
＞
0（填“＞”“＜”或“=”）．（3）高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料，用它做成的电池能量高，放电电流大，能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O
| 放电 |
| 充电 |
Zn+2OH--2e-=Zn（OH）
Zn+2OH--2e-=Zn（OH）
，若外电路有5.418×1022个电子通过，则正极有5.94
5.94
g高铁酸钾参与反应．（4）测定某K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下：
步骤1：准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中
步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO2-4
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO2-4转化为Cr2O2-7，CrO-2转化为Cr3+，Fe（OH）3转化为Fe2+
步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol?L-1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液V1mL．
①滴定时发生反应的离子方程式为
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
．②原溶液中K2FeO4的浓度为
| cV1 |
| 3V |
| cV1 |
| 3V |
分析：（1）次氯酸钾具有强的氧化性，在碱性环境下可以将氢氧化铁氧化为高铁酸根离子；
（2）根据信息：高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，自身被还原成新生态的Fe（OH）3来写方程式；
（3）在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，根据电极反应方程式来计算参加反应的高铁酸钾的量；
（4）在酸性环境下，Cr2O72-具有很强的氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子．
（2）根据信息：高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，自身被还原成新生态的Fe（OH）3来写方程式；
（3）在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，根据电极反应方程式来计算参加反应的高铁酸钾的量；
（4）在酸性环境下，Cr2O72-具有很强的氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子．
解答：解：（1）次氯酸钾具有强的氧化性，和氢氧化铁之间的反应为：2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O；
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，即生成氧气单质，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，反应为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，根据图象可以看出：随着反应的进行，反应体系的温度逐渐降低，所以反应是吸热反应，故答案为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑；＞；
（3）该电池放电时属于原电池的工作原理，在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，即Zn+2OH--2e-=Zn（OH），正极上发生反应为：2K2FeO4+8H2O+6e-→2Fe（OH）3+6OH-，根据正极反应，若外电路有5.418×1022个即0.09mol电子通过时，参与反应的高铁酸钾的质量为：
g=5.94g，故答案为：Zn+2OH--2e-=Zn（OH）；5.94；
（4）①滴定时，Cr2O72-具有很强的氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；
②在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO42-，CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-，滴定时，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根据K2FeO4溶液和（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液量的关系，可得出原溶液中K2FeO4的浓度为
mol/L，故答案为：
mol/L．
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，即生成氧气单质，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，反应为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，根据图象可以看出：随着反应的进行，反应体系的温度逐渐降低，所以反应是吸热反应，故答案为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑；＞；
（3）该电池放电时属于原电池的工作原理，在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，即Zn+2OH--2e-=Zn（OH），正极上发生反应为：2K2FeO4+8H2O+6e-→2Fe（OH）3+6OH-，根据正极反应，若外电路有5.418×1022个即0.09mol电子通过时，参与反应的高铁酸钾的质量为：
| 2×0.09×198 |
| 6 |
（4）①滴定时，Cr2O72-具有很强的氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；
②在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO42-，CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-，滴定时，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根据K2FeO4溶液和（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液量的关系，可得出原溶液中K2FeO4的浓度为
| cV1 |
| 3V |
| cV1 |
| 3V |
点评：本题是一道综合知识的考查题目，考查学生分析和解决问题的能力，要求学生注意知识的整合和归纳，难度较大．
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