Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl₂、O₂、ClO₂、KMnO₄氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出．
（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为：2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
①该反应中的氧化剂是

Na₂O₂

，还原剂是

FeSO₄和Na₂O₂

，每生成1molNa₂FeO₄转移

5

mol电子
②简要说明K₂FeO₄，作为水处理剂时，在水处理过程中所起的作用

高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，且消毒过程中自身被还原成铁离子，铁离子水解氢氧化铁胶体能吸附除去水中的悬浮杂质

．
（2）湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的反应体系中有六种数粒：Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：

2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O

．
②每生成1molFeO₄^2-转移

3

mol电子，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为

0.15

mol．
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K₂FeO₄），说明什么问题

该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小

．

Answer 1

分析：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe、O元素的化合价升高，O元素的化合价降低，由化合价的变化计算转移的电子数；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解；
（2）①湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄），结合物质的性质可知，氢氧化铁被氧化；
②根据化合价的变化来计算；
③根据高铁酸钾与高铁酸钠的溶解度来分析．

解答：解：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe、O元素的化合价升高，O元素的化合价降低，则氧化剂为Na₂O₂，还原剂为FeSO₄，由降低O元素可知每生成1molNa₂FeO₄转移的电子数为1mol×5×（2-1）=5mol，故答案为：Na₂O₂；FeSO₄和Na₂O₂；5；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质，
故答案为：高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，且消毒过程中自身被还原成铁离子，铁离子水解氢氧化铁胶体能吸附除去水中的悬浮杂质；
（2）①湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄），结合物质的性质可知，氢氧化铁被氧化，该离子反应为2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②Fe元素由+3价升高到+6价，则每生成1molFeO₄^2-转移电子为1mol×（6-3）=3mol，Cl^-为还原产物，
由2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O可知，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为0.15mol，故答案为：3；0.15；
③低温下，在在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K₂FeO₄），可知该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，
故答案为：该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小．

点评：本题考查氧化还原反应，明确信息及物质的性质来确定反应物与生成物是解答本题的关键，并熟悉该反应中元素的化合价来解答即可，题目难度中等．