题目内容
14．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．Ⅰ．高铁酸钾（ K2Fe04）不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中．如图1是高铁电池的模拟实验装置：
（1）该电池放电时正极的电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-═Fe（OH）3↓+5OH-；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗Zn0.2g（已知F=96500C/mol）．
（2）盐桥中盛有饱和KC1溶液，此盐桥中氯离子向右移动（填“左”或“右”）；若用阳离
子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动（填“左”或“右”）．
（3）图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定．
Ⅱ、工业上湿法制备K2Fe04的工艺流程如图3．
（4）完成“氧化”过程中反应的化学方程式：
2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O
其中氧化剂是NaClO（填化学式）．
（5）加入饱和KOH溶液的目的是减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出
（6）已知25℃时Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2.5mL 2mol/L的盐酸（忽略加入盐酸体积）．
分析 Ⅰ．（1）根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe（OH）3；根据电子转移计算Zn的质量；
（2）盐桥可起到平衡电荷，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
（3）由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定；
Ⅱ．氯化铁溶液中加入次氯酸钠和氢氧化钠，发生反应为：2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，将Na2FeO4粗产品在40%KOH溶液中溶解，过滤除去杂质NaCl，加入饱和KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4，反应方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，冷却结晶、过滤，高铁酸钾易溶于水，难溶于异丙醇，用异丙醇代替水洗涤产品可以减少高铁酸钾的损耗，同时洗去高铁酸钾晶体表面的KOH和其他杂质，得到纯产品高铁酸钾．
（4）其中Fe元素化合价由+3价升高为+6价，共升高3价，Cl元素化合价由+1价降低为-1，价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，则FeCl3的系数为2、NaClO的系数为3，再根据原子守恒配平；所含元素化合价降低的反应物是氧化剂；
（5）加入饱和KOH溶液可以增大K+的浓度，减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出；
（6）根据Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38计算开始沉淀时c（OH-），再根据水的离子积计算溶液中c（H+），根据稀释定律计算需要盐酸的体积．
解答 解：Ⅰ．（1）根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe（OH）3，正极电极反应式为：FeO42-+4H2O+3e-═Fe（OH）3↓+5OH-，若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，通过电子为$\frac{1A×600s}{96500C/mol}$，则理论消耗Zn为$\frac{1A×600s}{96500C/mol}$×$\frac{1}{2}$×65g/mol=0.2g，
故答案为：FeO42-+4H2O+3e-═Fe（OH）3↓+5OH-；0.2；
故答案为：FeO42-+4H2O+3e-═Fe（OH）3↓+5OH-；0.2；
（2）盐桥中阴离子移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动，
故答案为：右；左；
（3）由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定，
故答案为：使用时间长、工作电压稳定；
Ⅱ．氯化铁溶液中加入次氯酸钠和氢氧化钠，发生反应为：2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，将Na2FeO4粗产品在40%KOH溶液中溶解，过滤除去杂质NaCl，加入饱和KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4，反应方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，冷却结晶、过滤，高铁酸钾易溶于水，难溶于异丙醇，用异丙醇代替水洗涤产品可以减少高铁酸钾的损耗，同时洗去高铁酸钾晶体表面的KOH和其他杂质，得到纯产品高铁酸钾．
（4）其中Fe元素化合价由+3价升高为+6价，共升高3价，Cl元素化合价由+1价降低为-1，价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，则FeCl3的系数为2、NaClO的系数为3，再根据原子守恒配平后反应方程式为：2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，NaClO是氧化剂，
故答案为：2、10、3、2、9、5；NaClO；
所含元素化合价降低的反应物是氧化剂；
（5）加入饱和KOH溶液可以增大K+的浓度，减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出，
故答案为：减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出；
（6）溶液中c（Fe3+）=5mol/L，根据Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，可知开始沉淀时c（OH-）=2×10-13mol/L，则溶液中c（H+）=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-13}}$mol/L=0.05mol/L，根据稀释定律，需要盐酸的体积为$\frac{0.05mol/L×100mL}{2mol/L}$=2.5mL，
故答案为：2.5．
点评 本题考查原电池工作原理、物质制备工艺流程，侧重考查物质制备方法的分析应用，掌握物质性质和平衡移动原理以及化学电池工作原理是解题关键，（1）中电极反应式书写为难点，题目应该给出一定的信息，题目难度中等．
| A． | 氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2 | |
| B． | 向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl- | |
| C． | 向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H+ | |
| D． | 向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO |
①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是提高原料的利用率，减少污染物的排放．
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在3.2～4.7 范围．
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
| Fe3+ Cu2+ | 1.9 4.7 | 3.2 6.7 |
| A． | 铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀 | |
| B． | 铝制品由于表面有致密的氧化膜，可以稳定存在于空气中 | |
| C． | 苹果放在空气中久置变黄和漂白过纸张久置变黄原理相似 | |
| D． | 高纯度的SiO2对光有很好的折射和全反射作用，可以制成光电池将光能直接转化为电能 |
氟是非金属性最强的元素．
，其中氧原子采用的轨道杂化方式是sp3，又如O2F2是一种强氧化剂，运用VSEPR模型判断O2F2是极性（填“极性”或“非极性”）分子．
氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：