题目内容

高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)在能源、环保等方面有着广泛的用途．干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示．

(1)干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3＋3KNO3＋4KOH2K2FeO4＋3KNO2＋2H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________．

(2)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示：

①反应Ⅰ的离子方程式为________．

②反应Ⅱ的化学方程式为________．

③加入饱和KOH溶液的目的是________________．

(3)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为________，它能净水的原因是________________．

(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池，下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由图可得出高铁电池的优点有：工作电压稳定，________．

答案：
解析：

　　(1)3∶1(2分)

　　(2)①2OH－＋Cl2Cl－＋ClO－＋H2O(2分)

　　②3NaClO＋10NaOH＋2Fe(NO3)32Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O

　　(3分，写离子方程式3ClO－＋10OH－＋2Fe3+2FeO＋3Cl－＋5H2O同样给分)

　　③增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出(3分)

　　(3)高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性(2分)　高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体有吸附性(有絮凝作用)，使水澄清(2分，共4分)

　　(4)放电时间长(2分)


练习册系列答案
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（2010?安徽模拟）高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝、杀菌、灭菌、去浊、脱色、除臭为一体的新型、高效、绿色环保的多功能水处理剂．近十几年来，我国对高铁酸钾在饮用水处理中的应用的研究也不断深入，已取得可喜成果．比较理想的制备方法是次氯酸盐氧化法：先向KOH溶液中通入足量Cl2制备次氯酸钾饱和溶液，再分次加入KOH固体，得到次氯酸钾强碱性饱和溶液，加入三价铁盐，合成高铁酸钾．
（1）向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式：
①Fe3++3OH-=Fe（OH）；②
2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
．
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物．将适量K2Fe2O4溶液于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO2-4）=1.0mmol?L-1试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO+2-4）的变化，结果见图．高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为
4FeO2-4+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
4FeO2-4+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
，该反应的△H
＞
＞
0（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料，用它做成的电池能量高，放电电流大，能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 
放电
充电
3Zn（OH）3+2Fe（OH）3+4KOH该电池放电时的负极反应式为
Zn+2OH--2e-=Zn（OH）
Zn+2OH--2e-=Zn（OH）
，若外电路有5.418×1022个电子通过，则正极有
5.94
5.94
g高铁酸钾参与反应．
（4）测定某K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下：
步骤1：准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中
步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO2-4
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO2-4转化为Cr2O2-7，CrO-2转化为Cr3+，Fe（OH）3转化为Fe2+
步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol?L-1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液V1mL．
①滴定时发生反应的离子方程式为
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
．
②原溶液中K2FeO4的浓度为
cV1
3V
mol/L
cV1
3V
mol/L
（用含字母的代数式表示）．
传统的自来水消毒常采用漂白粉等强氧化剂，但其产生的有机氯对人体有一定的危害．一种新型的消毒剂--高铁酸盐（如Na2FeO4或K2FeO4）能有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时其产物在水中经过变化后能除去水中的微细悬浮物．在以上变化过程中不可能涉及的变化有（　　）
（2011?江苏模拟）[化学--选修化学与技术]
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示．
（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：

①反应Ⅰ的化学方程式为
2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O
2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O
．
②反应Ⅱ的离子方程式为
3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O
3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O
．
③加入饱和KOH溶液的目的是
增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出
增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出
．
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为
高铁酸钾有强氧化性
高铁酸钾有强氧化性
、
能杀菌消毒
能杀菌消毒
，
在水中被还原生成Fe（OH）3胶体
在水中被还原生成Fe（OH）3胶体
、
有吸附性起净水作用
有吸附性起净水作用
．
（3）干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
3﹕1
3﹕1
．
（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，右图为该电池和常用的高能碱性
电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有
放电时间长
放电时间长
，
工作电压稳定
工作电压稳定
．
高铁酸盐（K2FeO4、Na2FeO4）在能源、环保等方面有着广泛的用途．干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示．
干法 Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物
湿法 强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液
△
（1）干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH═2K2FeO4+3KNO2+2H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
3：1
3：1
．
（2）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：溶解
①反应I的化学方程式为
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
．
②反应II的离子方程式为
3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O
3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O
．
③加入饱和KOH溶液的目的是
增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出
增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出
．
（3）高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为
高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性
高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性
，它能净水的原因是
高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe（OH）3胶体，有吸附性（有絮凝作用），使水澄清起净水作用
高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe（OH）3胶体，有吸附性（有絮凝作用），使水澄清起净水作用
．
（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，右图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由图可得出高铁电池的优点有：工作电压稳定，
放电时间长
放电时间长
．

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