Question

1．目前，新能源不断被利用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向．
（1）高铁酸钾-锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是Zn（填化学式）．
（2）工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾（K₂FeO₄），K₂FeO₄在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定．反应原理为
Ⅰ．在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe（NO₃）₃制得Na₂FeO₄：3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH═2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O．
Ⅱ．Na₂FeO₄与KOH反应生成K₂FeO₄：Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH．
主要的生产流程如图1：

①写出反应①的离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
②流程图中反应③是在某低温下进行的，且此温度无NaOH析出，说明此温度下
K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知K₂FeO₄在水溶液中可以发生：4FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H₂O?4Fe（OH）₃↓+8OH^-+3O₂↑，则K₂FeO₄在水处理中的作用是杀菌消毒、净水．
（4）FeO${\;}_{4}^{2-}$在水溶液中的存在形态如图2所示．
①若向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO${\;}_{4}^{-}$的分布分数的变化情况是先变大，后变小．
②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，HFeO₄^-转化为FeO₄^2-（填化学式）．

Answer 1

分析 （1）高铁酸钾-锌电池（碱性介质）中，高铁酸钾是氧化剂在正极反应，锌易失电子是还原剂发生氧化反应而作负极，据此答题；
（2）①氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
②相同温度下，溶度积大的物质向溶度积小的物质转化；
（3）高铁酸钠具有强氧化性，被还原后生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性；
（4）①根据图象可知随着溶液碱性的增强，HFeO₄^-的分布分数先增大后减小；
②向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，根据图象知，随着溶液碱性的增强，FeO₄^2-的分布分数逐渐增大，HFeO₄^-的分布分数逐渐减小．

解答 解：（1）高铁酸钾-锌电池（碱性介质）中，高铁酸钾是氧化剂在正极反应，锌易失电子是还原剂发生氧化反应而作负极，
故答案为：Zn；
（2）①氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②相同温度下，溶度积大的物质向溶度积小的物质转化，所以K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄），
故答案为：＜；
（3）高铁酸钠具有强氧化性，所以能杀菌消毒，被还原后生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，所以能净水，
故答案为：杀菌消毒、净水；
（4）①根据图象知，随着溶液碱性的增强，HFeO₄^-的分布分数先增大后减小，
故答案为：先变大，后变小；
②根据图象知，随着溶液碱性的增强，FeO₄^2-的分布分数逐渐增大，HFeO₄^-的分布分数逐渐减小，所以HFeO₄^-转化为FeO₄^2-，
故答案为：HFeO₄^-；FeO₄^2-．

点评 本题考查原电池原理、难溶电解质的溶解平衡等知识点，难度不大，注意基础知识的积累、运用．