Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）有强氧化性，是一种安全性很高的水处理剂。
（1）高铁酸钾中铁元素的化合价是     ，它可以将废水中的亚硝酸钾（KNO₂）氧化，同时生成具有吸附性的Fe(OH)₃，该反应的化学方程式为                。
（2）某学习小组用废铁泥（主要成分为Fe₃O₃、FeO、CuO和少量Fe）制备高铁酸钾的流程如下：

①操作Ⅰ要在通风橱中进行，其原因是           。
②溶液A中含有的金属阳离子是             。
③25℃时，若将溶液B中的金属离子完全沉淀，应调节c(H⁺)小于      。（已知：i. Ksp[Fe(OH)₃]=2.7×10^-39、Ksp[Fe(OH)₂] =4.0×10^-17、Ksp[Cu(OH)₂] =1.6×10^-20；ii. 溶液中离子浓度小于10^-5 mol·L^-1时，可视为沉淀完全。）
④该小组经多次实验，得到如图结果，他们的实验目的是                。

（3）高铁酸钾还可以用电解法制取，电解池以铁丝网为阳极，电解液使用氢氧化钾溶液，其阳极反应式为               。

Answer 1

（1）+6 （2分）    2 K₂FeO₄ + 3KNO₂ +5H₂O =" 2" Fe(OH)₃+3KNO₃ + 4KOH （3分）
（2） ①反应产生的氮氧化物有毒 （2分）
②Fe³⁺、Cu²⁺（2分）
③2.5×10^－7  mol·L^－1 （2分）
④探究高铁酸钾的生成率随温度、硝酸铁的质量浓度的变化关系（2分）
（3）Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O （3分）

试题分析：（1）根据化合价代数和为零计算得出；（2）①硝酸被还原为NO、NO₂等有毒气体污染空气故应在通风橱中进行实验；②硝酸过量，铁元素应生成Fe³⁺，铜为Cu²⁺；③操作Ⅱ使Fe³⁺沉淀，而Cu²⁺不沉淀留在溶液中，若使B溶液中铜离子沉淀完全，则有，Ksp[Cu(OH)₂] = c²(OH^-)×c(Cu²⁺)=1.6×10^-20 c²(OH^-)=1.6×10^-20÷10^-5   
c(OH^-)=4×10^-8 mol·L^－1
c(H⁺)=.5×10^－7 mol·L^－1 
当氢离子浓度大于等于.5×10^－7 mol·L^－1时可以认为氢氧化铜沉淀完全；
④实验需要的是产物的生成率（纵坐标），另外还有两个变量分别是温度和反应物的浓度，显然是探究高铁酸钾的生成率随温度、硝酸铁的质量浓度的变化关系；
（3）活泼金属铁为阳极，铁失去电子生成FeO₄^2-，介质为碱性，电极反应式为Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O。