Question

已知高铁酸钾在水中的反应为：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．现探究高铁酸钾的某种性质：

【实验1】将适量K₂FeO₄固体分别溶解于pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO₄^2-浓度为1.0mmol?L^-1（1mmol?L^-1=10^-3mol?L^-1）的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图1
【实验2】将适量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO₄^2-浓度为1.0mmol?L^-1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图2．
（1）实验1中0～800min内反应速率最快的是

 

（填序号）．
a．pH=4.74   b．pH=7.00   c．pH=11.50
（2）实验2可得出的结论是

 

；
（3）由图1可知，800min（均达平衡），pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH=4.74的溶液中高，主要原因是

 

；
（4）K₂FeO₄溶于稀硫酸的离子方程式为

 

；
（5）Al-K₂FeO₄电池是一种高能电池（以KOH为电解质溶液），该电池放电时电子流向

 

（填“Al”或“K₂FeO₄”）极，负极反应式是

 

．

Answer 1

考点：化学反应速率和化学计量数的关系,原电池和电解池的工作原理,pH的简单计算

专题：

分析：（1）斜率越大，反应速率越快；
（2）研究温度改变，FeO₄^2-的稳定性；
（3）用平衡移动的原理解释；
（4）根据K₂FeO₄与水的反应：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，以及酸与碱的反应进行书写；
（5）原电池的负极发生氧化反应，电子由负极流向正极，Al在负极放电，碱性条件下，生成AlO₂^-与H₂O．

解答： 解：（1）斜率越大，反应速率越快，故pH=4.74时，反应速率最快，
故答案为：a；
（2）研究温度改变，FeO₄^2-的稳定性；温度越高，FeO₄^2-越不稳定；
故答案为：温度越高，FeO₄^2-越不稳定；
（3）用平衡移动的原理解释，pH=11.50的溶液中OH^-离子浓度大，使平衡向左移动，
故答案为：pH=11.50的溶液中OH^-离子浓度大，使平衡向左移动；
（4）4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O，OH^-+H⁺=H₂O，故K₂FeO₄溶于稀硫酸的离子方程式为：4FeO₄^2-+20H⁺=4Fe³⁺+10H₂O+3O₂↑，
故答案为：4FeO₄^2-+20H⁺=4Fe³⁺+10H₂O+3O₂↑；
（5）原电池的负极发生氧化反应，电子由负极流向正极，故电子流向K₂FeO₄，
Al在负极放电，碱性条件下，生成AlO₂^-与H₂O，电极反应式为Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：K₂FeO₄，Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

点评：本题考查化学反应的速率以及平衡的移动、离子方程式的书写、原电池等知识的综合考查，难度较大．侧重学生分析问题和解决问题的能力．