Question

【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O3、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该反应中的还原剂是_______，该反应每生成1 mol Na2FeO4转移_____ mol电子。

②简要说明K2FeO4作为水处理剂时，在水处理过程中所起的作用：一是K2FeO4氧化性强，可以消毒杀菌；二是__________________。

(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－、FeO、Cl－、H2O。

①写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子反应方程式：_____________________。

②若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________。

③低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，可析出高铁酸钾(K2FeO4)，说明了什么问题______________________。

Answer 1

【答案】 FeSO4和Na2O2 5 消毒过程中FeO被还原成Fe3＋，Fe3＋水解产生的Fe(OH)3胶体能吸附除去水中的悬浮杂质 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O 0.15_mol 该温度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小

【解析】（1）该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价，①失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以FeSO4、Na2O2是还原剂（部分Na2O2是氧化剂）；根据Na2FeO4和转移电子之间的关系式知，每生成l mol Na2FeO4 ，Fe元素转移电子为4mol、O元素转移电子为1mol，总转移电子的物质的量为5mol；或反应中每5molNa2O2作氧化剂，转移10mol电子，生成2mol Na2FeO4，每生成l mol Na2FeO4 转移电子的物质的量为5mol；②K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质，故：消毒过程中FeO42―被还原成Fe3＋，Fe3＋水解产生的Fe(OH)3胶体能吸附除去水中的悬浮杂质。(2)湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）时，Fe(OH)3失电子被氧化生成K2FeO4，则ClO－作氧化剂被还原生成Cl－，氢氧化铁必须在碱性条件下存在，所以该反应是在碱性条件下进行，该离子反应为2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－═2FeO42－+3Cl－+5H2O；②从2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－═2FeO42－+3Cl－+5H2O，每有3molClO-反应转移6mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为0.15mol；③向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，可析出高铁酸钾(K2FeO4)，说明：该温度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。