Question

11．高铁酸钾（K₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种高效水处理剂．
（1）用K₂FeO₄处理废水时，既利用其强氧化性，又利用Fe（OH）₃胶体的聚沉作用．
（2）制备K₂FeO₄可以采用干式氧化法或湿式氧化法．
①干式氧化的初始反应是2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，该反应中每生成2mol Na₂FeO₄时转移电子10 mol．
②湿式氧化法的流程如图1：

上述流程中制备Na₂FeO₄的化学方程式是2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O．结晶过程中反应的离子方程式是2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓．
（3）K₂FeO₄在水中不稳定，发生反应：4FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H₂O?4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂，其稳定性与温度（T）和溶液pH的关系分别如图2所示．
图ⅠK₂FeO₄的稳定性与温度的关系  图ⅡK₂FeO₄的稳定性与溶液pH的关系
①由图Ⅰ可得出的结论是K₂FeO₄的稳定性随着温度的升高而减弱．
②图Ⅱ中a＜c（填“＞”、“＜”或“=”），其原因是由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂↑可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，pH越小．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺可水解生成Fe（OH）₃胶体，氢氧化铁胶体具有吸附作用；
（2）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的负一价氧，2mol的有变成0价，还有10mol变成-2价，而铁是正2价变为正6价，所以每生成2mol Na₂FeO₄时转移电子10mol；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄；结晶过程中钾离子和高铁酸根离子反应生成高铁酸钾沉淀；
（3）①温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小；温度越高FeO₄^2-浓度越小，正向反应是吸热反应；
②pH越小，氢离子浓度越大，然后根据平衡移动解题．

解答 解：（1）Fe³⁺可水解水解的方程式为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，生成具有吸附性的Fe（OH）₃胶体，能吸附悬浮在水中的杂质净水，发生聚沉；
故答案为：聚沉；
（2）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的负一价氧，2mol的有变成0价，还有10mol变成-2价，而铁是正2价变为正6价，所以每生成2mol Na₂FeO₄时转移电子10mol，
故答案为：10；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄，其反应的化学方程式为：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；结晶过程中反应的离子方程式为2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓，
故答案为：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓；
（3）①由图1数据可知，温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，温度越高FeO₄^2-浓度越小，所以K₂FeO₄的稳定性随着温度的升高而减弱，
故答案为：K₂FeO₄的稳定性随着温度的升高而减弱；
②pH越小，氢离子浓度越大，由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂↑可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，pH越小，由图知a＜c，
故答案为：＜；由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂↑可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，pH越小．

点评 本题考查学生阅读题目获取信息的能力、铁的化合物的性质、氧化还原反应、化学平衡移动等，题目难度中等，要求学生要有扎实的基础知识和灵活运用知识解决问题的能力，注意基础知识的全面掌握．