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．）高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂．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
 
．
（2）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．请完成FeO42-与水反应的方程式：4FeO42-+10H2O?4Fe（OH）3+8OH-+
 
．
（3）K2FeO4在处理水的过程中能消毒杀菌是因为①
 
，它能净水的原因是②
 
．
（4）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图所示：

①反应I的化学方程式为
 
．
②反应Ⅱ的离子方程式为
 
．
③加入饱和KOH溶液的目的是
 
．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）反应Fe2O3+3KNO3+4KOH
  △  
.
 
2K2FeO4+3KNO2+2H2O中，Fe元素化合价升高，化合价由+3价升高到+6价，被氧化，N元素化合价由+5价降低到+2价，结合方程式判断；
（2）FeO42-与水反应，由生成物Fe（OH）3可知，Fe元素化合价降低，应发生氧化还原反应，同时生成氧气；
（3）K2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，可生成Fe（OH）3，具有吸附性；
（4）反应Ⅰ：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，反应Ⅱ：3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O，加入饱和KOH溶液可以增大K+的浓度，使平衡向右移动，以此解答该题．
解答： 解：（1）反应Fe2O3+3KNO3+4KOH
  △  
.
 
2K2FeO4+3KNO2+2H2O中，Fe元素化合价升高，化合价由+3价升高到+6价，被氧化，N元素化合价由+5价降低到+2价，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1，
故答案为：3：1；
（2）FeO42-与水反应，由生成物Fe（OH）3可知，Fe元素化合价降低，应发生氧化还原反应，同时生成氧气，反应的方程式为4FeO42-+10H2O?4Fe（OH）3+8OH-+3O2，
故答案为：3O2；
（3）K2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，可生成Fe（OH）3，具有吸附性，可除去水的悬浮性杂质，
故答案为：①高铁酸钾有强氧化性；②高铁酸钾与水反应生成的Fe（OH）3胶体有吸附性；
（4）①反应Ⅰ为复分解反应，方程式为：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O；
②反应Ⅱ为氧化还原反应，+3价铁被氧化成+6价铁，+1价的氯被氧化为-1价，方程式：3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O，
故答案为：3ClO-+10OH-+2Fe3+═2FeO42-+3Cl-+5H2O；
③Na2FeO4+2KOH?K2FeO4+2NaOH，加入饱和KOH溶液可以增大K+的浓度，使平衡向右移动，析出晶体，故答案为：增大K+的浓度，促进K2FeO4晶体析出．
点评：本题考查实验方案设计与评价，为高考不变的一个题型，每年高考必考，是热点题型、也是高考难点之一．本题主要考查了氧化还原反应和离子反应方程式的书写、化学平衡的移动、胶体的净水原理．重点是利用化合价的升价和化学计量数判断氧化剂和还原剂的比例，难度中等．
练习册系列答案
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下列现象或反应的原理解释正确的是（　　）
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；
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；
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；
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性，溶液中c（NH4+）与c（Cl-）的大小关系是
 
；
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；
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实验步骤预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
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