题目内容
【题目】高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，在生产和生活中有广泛的应用。
已知：i．高铁酸钠(Na2FeO4)极易溶解于水，20℃溶解度为111克；高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水。
ii．高铁酸钾(K2FeO4)在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。
iii．高铁酸根在水溶液中存在平衡：
↑
(1)工业上用氯气和烧碱溶液可以制取次氯酸钠，反应的离子方程式为___________。
(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，既可以对水杀菌消毒，又可以净化水，其原理为________。
(3)工业上有多种方法制备高铁酸钾。
方法1：次氯酸盐氧化法。工艺流程如图所示。
①“氧化”过程中的氧化剂为(填化学式)______________。
②写出“转化”过程中的化学方程式为__________________。
③上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯，操作是将粗产品先用稀KOH溶液溶解，然后再加入饱和KOH溶液，冷却结晶过滤。上述操作中溶解粗产品用稀KOH溶液，不用蒸馏水，根据平衡移动原理解释__________。
(4)方法2：电解法
我国化学工作者还提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如下图所示。
①Ni电极作________(填“阴”或“阳”)极；
②Fe电极的电极反应式：____________。
【答案】Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 高铁酸钾氧化性强，对水杀菌消毒，生成Fe3+，水解生成氢氧化铁胶体，可以净化水 NaClO Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH 因为高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，加入稀KOH可以使平衡逆向移动 阴极 Fe-6e-+8OH-= FeO42-+4H2O
【解析】
(1)氯气和烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
(2)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe(OH)3胶体，有吸附性；
(3)氯化铁溶液在碱性条件下与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应：2FeCl3+10NaClO+3NaOH= 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，得到含有Na2FeO4、NaCl的混合溶液，向其中加入40%NaOH溶液使NaCl形成晶体析出，通过过滤除去，再向滤液中加入饱和KOH溶液，发生反应：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH，将Na2FeO4转化为K2FeO4，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到K2FeO4，据此分析解答。
(4)根据图示，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，铁元素化合价升高，被氧化，则Fe作阳极，Ni作阴极，据此分析解答。
(1)氯气和烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl2+2OH- =Cl-+ClO-+H2O；
(2)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中生成的Fe(OH)3胶体，有吸附性；
(3)①根据分析，“氧化”过程中氯化铁溶液在碱性条件下与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应：2FeCl3+10NaClO+3NaOH= 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，根据反应可知，NaClO中Cl元素化合价降低，被还原，作氧化剂；
②根据分析，“转化”过程中，向滤液中加入饱和KOH溶液，将Na2FeO4转化为K2FeO4，化学方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH；
③操作中溶解粗产品用稀KOH溶液，不用蒸馏水，根据平衡移动原理解释因为高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，加入稀KOH可以使平衡逆向移动；
(4)①根据分析，Ni电极作电解池的阴极；
②根据分析，Fe作阳极，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，则Fe电极的电极反应式：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
【题目】利用如图所示装置进行以下实验，能得到相应实验结论的是
① | ② | ③ | 实验结论 |
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A | 浓氨水 | NaOH | 酚酞 | NaOH的碱性比 NH3H2O的强 | |
B | 浓盐酸 | MnO2 | 淀粉溶液 | 非金属性：氯元素大于碘元素 | |
C | 浓硝酸 | Na2CO3 | Na2SiO3 | 酸性：HNO3 > H2CO3 > H2SiO3 | |
D | 浓硫酸 | 蔗糖 | 溴水 | 浓硫酸具有脱水性、氧化性 |
A.AB.BC.CD.D
