Question

【题目】高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

湿法	强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示：

①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是： 。

②反应Ⅱ的离子方程式为 。

③高铁酸钾在水中技能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂，它能消毒杀菌是因为 ，它能净水的原因是因为 。

④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，反应II后的溶液c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整到 时，开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。

(2)由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。

①加入饱和KOH溶液的目的是 。

②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。

(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。

Answer 1

【答案】(10分)

(1)①减少高铁酸钾的溶解损失(1分)

②3ClO-+10OH-+3Fe2+=2FeO42-+3Cl-+5H2O (2分)

③高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性(1分)

高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体有吸附性，使水澄清起净水作用(1分)

④3(2分)

(2)①增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出(1分) ②小 (1分)

(3)3：1 (2分)

【解析】

试题分析：(1)①为防止K2FeO4的溶解，可用异丙醇洗涤，所以答案是减少高铁酸钾的溶解损失。

②ClO－在碱性条件下可将Fe3＋氧化为FeO42－，据题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化确定找出反应物：Fe3＋、ClO－，生成物：FeO42－、Cl－，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，反应II的离子方程式为3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O。

③高铁酸钾(K2FeO4)在水中能消毒杀菌是因为有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体，有吸附性，使水澄清起净水作用。

④Ksp ＝c(Fe3＋)·c3(OH－)= 4.0×10-38，所以＝，c(OH－)＝1.0×10-11，c(H＋)＝1.0×10-3，pH= 3；

(2)①加入饱和KOH溶液的目的是增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出；②溶解度小的沉淀先析出来，所以高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠；

(3)干法制备K2FeO4的反应的方程式为：Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O，N元素化合价降低，是氧化剂，铁的化合价降低，是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3﹕1，