题目内容
【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是优秀的水处理剂，具有很强的氧化性，氧化能力优于氯气和臭氧，溶于水中能有效杀灭水中的微生物和藻类，还能氧化分解各种有机、无机污染物，如酚、有机氮、硫化物、氰化物等，而且在整个净化过程中不会产生三氯甲烷、氯代酚等二次污染物。工业上常用次氯酸钠氧化法和电解法先制得高铁酸钠后再与氢氧化钾饱和溶液反应制备高铁酸钾。
I.电解法采用氢氧化钠作电解质溶液，铁丝网和石墨作电极材料，先制得高铁酸钠，请判断铁丝网作_______极， 阴极产生气体是__________。
II.次氯酸钠氧化法制备高铁酸钾简要流程如下：
(1)写出在碱性条件下过程①反应的离子方程式：___________________________________。
(2)过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为：2KOH+Na2FeO4＝K2FeO4+2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因：______________________________________。
(3)K2FeO4溶于水后，会慢慢放出气体，并杀菌消毒，净化水中悬浮杂质，写出它和水反应的离子方程式_______________________________________________________。在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用___________（填序号）。
A．H2O B．稀KOH溶液、异丙醇
C．KCl溶液、异丙醇 D．Fe(NO3)3溶液、异丙醇
(4)K2FeO4溶于水后，会水解生成如下图中的物种，纵坐标表示其分布分数，则下列说法不正确的是________________。
A．FeO42+H2OHFeO4+OH的平衡常数为107.4
B．从pH=1到pH=2.6，H2FeO4的分布分数逐渐增大
C．向pH=6的该溶液中加KOH溶液，反应的离子方程式为HFeO4+ OH = FeO42+H2O
D．根据图中信息，铁元素有4种存在形态，它们总是可以同时大量存在
(5)可用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO42+CrO2 +2H2O=CrO42+Fe(OH)3↓+OH
②2CrO42+2H+=Cr2O72+H2O
③Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3+ +7H2O
现称取1.980g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO2，充分反应后过滤，滤液定容于250 mL容量瓶中。每次取25.00 mL加入稀硫酸酸化，用0.1000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为21.90 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为______________。（保留四位有效数字）
【答案】 I阳极 H2 2Fe3++3ClO+10OH=2FeO42+3Cl+5H2O 该温度下K2FeO4溶解度小于Na2FeO4 4FeO42+10H2O=4Fe(OH)3+3O2+8OH B AD 73.00%
【解析】I.电解法采用氢氧化钠作电解质溶液，铁丝网和石墨作电极材料，先制得高铁酸钠。铁在反应中被氧化为高铁酸根，铁丝网一定作阳极，阴极上，氢离子放电产生气氢气。
II.(1)在碱性条件下过程①反应的离子方程式为2Fe3++3ClO+10OH=2FeO42+3Cl+5H2O。
(2)过程②发生反应的化学方程式为：2KOH+Na2FeO4＝K2FeO4+2NaOH。该反应之所以能发生，是因为在反应控制的温度下K2FeO4溶解度小于Na2FeO4。
(3)K2FeO4溶于水后，会慢慢放出气体，并杀菌消毒，净化水中悬浮杂质，由此可知，该反应生成氧气和氢氧化铁胶体，该反应的离子方程式为4FeO42+10H2O=4Fe(OH)3+3O2+8OH。在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，为减少晶体的溶解损失，防止引入新的杂质，便于低温烘干，洗涤剂最好选用稀KOH溶液和异丙醇，选B。
(4) A．由图可知，pH=7.4时，即c(H+)=10-7.4mol/L、c(OH-)=10-6.6mol/L，c(FeO42)=c(HFeO4)，所以由FeO42+H2OHFeO4+OH的平衡常数的表达式可知，该反应的平衡常数为106.6 ，A不正确；B．由图可知，从pH=1到pH=2.6，H2FeO4的分布分数逐渐增大，B正确；C．由图可知，pH越大，HFeO4的分布分数越小、FeO42的分布分数越大，所以，向pH=6的该溶液中加KOH溶液，反应的离子方程式为HFeO4+ OH = FeO42+H2O，C正确；D．由图可知，pH很小时，高铁酸和高铁酸氢根离子含量很少（它们都会结合氢离子），pH很大时，高铁酸和高铁酸氢根离子含量很少（它们都会电离出氢离子），所以它们不可能总是同时大量存在。综上所述，说法不正确的是AD。
(5)用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO42+CrO2+2H2O=CrO42+Fe(OH)3↓+OH
②2CrO42+2H+=Cr2O72+H2O
③Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3+ +7H2O
由此可得关系式2FeO42~2CrO2~ 2CrO42~ Cr2O72~6Fe2+，所以n(FeO42)=
n(Fe2+)= 
=7.300
mol，所以样品中高铁酸钾的质量分数为
。
【题目】Na2SO3是一种重要的还原剂，I2O5是一种重要的氧化剂，二者都是化学实验室中的重要试剂。
(1)已知:2Na2SO3 (aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq) △H =m kJ·mol-1，O2(g)
O2(aq) △H =n kJ·mol-1 ，则Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为______________________________。
(2)Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段，贫氧区速率方程为v=k·ca(SO32-)·cb(O2)，k为常数。
①当溶解氧浓度为4.0 mg/L(此时Na2SO3的氧化位于贫氧区)时，c(SO32-)与速率数值关系如下表所示，则a=____。
c(SO32-)×103 | 3.65 | 5.65 | 7.65 | 11.65 |
V×106 | 10.2 | 24.4 | 44.7 | 103.6 |
②两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知1n(k2/k1)=Ea/R(1/T2-1/T1)，R 为常数，则Ea(富氧区)______(填“>”或“<”)Ea(贫氧区)。
反应阶段 | 速率方程 | k(297.0K)/k(291.5K) |
富氧区 | v= k·c(SO32-)·c(O2) | 1.47 |
贫氧区 | v= k·ca(SO32-)·cb(O2) | 2.59 |
(3)等物质的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中，c(SO32-) +c( HSO3-)______(填“>”“<”或“=”)c(SO42-)。
(4)利用I2O5可消除CO 污染，其反应为I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s)，不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L 恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数φ(CO2) 随时间t的变化曲线如图所示。
①从反应开始至a点时的平均反应速率v(CO)=__________。
②b点时，CO 的转化率为_____________。
③b点 和 d点 的 化学 平衡常数:Kb____(填“ >”“<”或“=” )Kd，判断的理由是_____________________。
