高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂.可用于废水和生活用水的处理.从环境保护的角度看.制备高铁酸盐较好的方法为电化学法. (1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极.NaOH溶液作为电解质溶液.其电流效率可达到40%.写出阳极的电极反应式: . (2)铁丝网电极是更理想的阳极材料.相同条件下.可将电流效率提高至70%以上.原因是 .研� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

高铁酸盐（如K₂FeO₄）是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。

（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到40%。写出阳极的电极反应式：。

（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是_______。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会生成Fe₂O₃膜而“钝化”，原因可能是__ ____。

（3）FeO₄^2-易与水反应生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节(对应图1中4 h后)过滤掉氢氧化铁，合成过程中FeO₄^2-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1 h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是（）

A．过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液

B．过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大

C．实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加

D．实验表明不过滤掉氢氧化铁，6 h后电流效率几乎为0

（4）碱性条件下，高铁酸盐的稳定性与温度有关（如图2）。随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是。

（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值在于（）

A．将1 mol Fe₃O₄氧化成高铁酸盐需10/3 mol电子，可提高电流效率

B．以低价态铁的氧化物为电极，可以实现变废(铁锈)为宝(高铁酸盐)

C．自然界几乎没有铁单质,而有大量磁铁矿,该方法的原料来源广泛

D．磁铁矿作为多孔电极不会出现“钝化”现象

（1）Fe－6e^－＋8OH^－═FeO₄²^－＋4H₂O（2分）

（2）铁丝网的接触面积更大。（2分）因为铁电极上发生析氧反应4OH^－－4e^－═O₂↑+2H₂O，氧气将铁氧化而得到氧化铁膜。（也可以直接写电极反应式或综合式：6OH^－－6e^－+2Fe=Fe₂O₃+3H₂O）（2分）

（3）ACD（2分，对1—2个给1分，全对得2分，错1个即不给分）

（4）升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率，另一方面又加速FeO₄^2-的分解，10~20℃生成为主要因素，20℃以后分解为主要因素。（2分）

（5）BCD（2分，对1—2个给1分，全对得2分，错1个即不给分）

解析:

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电解高铁酸盐（如K₂FeO₄）是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理．从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电解法：Fe+2NaOH+2H₂O═Na₂FeO₄+H₂↑．
（1）采用铁片作阳极，NaOH溶液为电解质溶液，电解制备高铁酸钠，其电流效率可达到40%．写出阳极的电极反应式：

Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O

．
（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是

铁丝网的接触面积更大

．研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会生成Fe₂O₃膜而“钝化”，钝化的原因用反应式表示为

因为铁电极上发生析氧反应4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，氧气将铁氧化而得到氧化铁膜

．
（3）FeO₄^2-易与水反应生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率．若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图1中4h后）过滤掉氢氧化铁，合成过程中FeO₄^2-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）．图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况．下列判断正确的是

ACD

A．过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
B．过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
C．实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加
D．实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0
（4）碱性条件下，高铁酸盐的稳定性与温度有关（如图2）．随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是

升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率，另一方面又加速FeO₄^2-的分解

．

（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值在于

BCD

A．将1mol Fe₃O₄氧化成高铁酸盐需10/3mol电子，可提高电流效率
B．以铁的氧化物为电极，可以实现变废（Fe₃O₄或铁锈）为宝（高铁酸盐）
C．自然界几乎没有铁单质，而有大量磁铁矿，该方法的原料来源广泛
D．磁铁矿作为多孔电极不会出现钝化现象．

（18分）高铁酸盐（如K₂FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。

（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式：。

（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe₂O₃膜而“钝化”。写出产生O₂的电极反应方程式：。

（3）FeO₄²^—易与水4h生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图中4h后）过滤掉氢氧化铁，反应过程中FeO₄²^—浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是 (填编号)

①过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液

②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大

③实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0

（4）在相同的pH条件下，经过相同的反应时间，高铁酸盐的产率与温度关系如图2。

随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是。

（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有（至少答一点）。

电解高铁酸盐（如K₂FeO₄）是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理．从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电解法：Fe+2NaOH+2H₂O═Na₂FeO₄+H₂↑．
（1）采用铁片作阳极，NaOH溶液为电解质溶液，电解制备高铁酸钠，其电流效率可达到40%．写出阳极的电极反应式：______．
（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是______．研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会生成Fe₂O₃膜而“钝化”，钝化的原因用反应式表示为______．
（3）FeO₄^2-易与水反应生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率．若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图1中4h后）过滤掉氢氧化铁，合成过程中FeO₄^2-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）．图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况．下列判断正确的是______
A．过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
B．过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
C．实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加
D．实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0
（4）碱性条件下，高铁酸盐的稳定性与温度有关（如图2）．随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是______．

（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值在于______
A．将1mol Fe₃O₄氧化成高铁酸盐需10/3mol电子，可提高电流效率
B．以铁的氧化物为电极，可以实现变废（Fe₃O₄或铁锈）为宝（高铁酸盐）
C．自然界几乎没有铁单质，而有大量磁铁矿，该方法的原料来源广泛
D．磁铁矿作为多孔电极不会出现钝化现象．

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