Question

高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺流程如下：

请同答下列问题：

(l)写出向KOH溶液中通入足量Cl₂发生反应的离子方程式_______ 。

（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是______（填编号）。

A．为下一步反应提供碱性的环境

B．使KClO₃转化为KClO

C．与溶液I中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO

D．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

（3）从溶液Ⅱ中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃，KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为_______。每制得59.4克K₂FeO₄，理论上消耗氧化剂的物质的量为____ mol。

（4）高铁酸钾(K₂FeO₄)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：_______ FeO₄^2－+_______ H₂O=_______ Fe(OH)₃（胶体）+_______O₂↑+_______OH^－。

（5）从环境保护的角度看，制备K₂FeO₄较好的方法为电解法，其装置如图所示。电解过程中阳极的电极反应式为________。

（6）高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱溶液，其反应式为：3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH-----3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O,放电时电池的负极反应式为________ 。

 

Answer 1

【答案】

（1）2OH^-+Cl₂=ClO^-+Cl^-+H₂O  （2） AC     （3） 2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O    0.45

（4） 4FeO₄^2- +10H₂O4Fe(OH)₃ (胶体) +3O₂↑+8 OH^-       （5） Fe+8OH^—6e-= FeO₄^{2- -}+4H₂O

（6）Zn+2OH^—2e^-=Zn(OH)₂或Zn+2OH=Zn(OH)₂+2e^-。

【解析】

试题分析：(l) KOH溶液与足量Cl₂发生反应的离子方程式为2OH^-+Cl₂=ClO^-+Cl^-+H₂O。（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是为下一步反应提供碱性的环境；与溶液I中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO。故选项为A. C．（3） 反应③中发生的离子反应方程式为2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+ Cl^-+5H₂O .在方程式中每产生2mol的FeO₄^2-转移电子6mol.消耗氧化剂3mol.现在n(K₂FeO₄)= 59.4g÷198g/mol=0.3mol所以消耗氧化剂的物质的量为3÷2×0.3mol=0.45mol. （4） 高铁酸钾(K₂FeO₄)水解的离子方程式为4FeO₄^2- +10H₂O  4Fe(OH)₃ (胶体) +3O₂↑+8 OH^-（5） 电解法是制备K₂FeO₄较好的方法，Fe作阳极，电极反应为Fe+8OH^—6e^-= FeO₄^2- +4H₂O，石墨作阴极，电极反应为：O₂+ 2H₂O+4e-=4OH^—. （6）高铁电池放电时电池的负极反应式为Zn+2OH^—2e^-=Zn(OH)₂。

考点：考查新型多功能水处理剂高铁酸钾(K₂FeO₄)的制法、原理、电子转移及高铁电池等反应原理的知识。