Question

17．高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比C1₂、O₃、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）湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的反应体系有六种微粒：Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．
①写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子反应方程式：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
②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），说明了什么问题相同条件下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
（2）干法制备高铁酸钾的主要反应为：2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑．
①该反应中的氧化剂是Na₂O₂，还原剂是Na₂O₂、FeSO₄，每生成l molNa₂FeO₄转移5mol电子．
②简要说明K₂FeO₄作为水处理剂时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．

Answer 1

分析 （1）①湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）时，Fe（OH）₃失电子被氧化生成K₂FeO₄，则C1O^-作氧化剂被还原生成C1^-，氢氧化铁必须在碱性条件下存在，所以该反应是在碱性条件下进行，再结合转移电子守恒配平方程式；
②至饱和可析出高铁酸钾，与溶解度有关；
（2）该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，再结合Na₂FeO₄和转移电子之间的关系式计算．

解答 解：（1）①湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）时，Fe（OH）₃失电子被氧化生成K₂FeO₄，则C1O^-作氧化剂被还原生成C1^-，氢氧化铁必须在碱性条件下存在，所以该反应是在碱性条件下进行，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；
②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），说明相同条件下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，
故答案为：相同条件下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小；
（2）该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价，
①得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以Na₂O₂是氧化剂、Na₂O₂、FeSO₄是还原剂，根据Na₂FeO₄和转移电子之间的关系式知，每生成l mol Na₂FeO₄转移电子的物质的量为5mol，
故答案为：Na₂O₂；Na₂O₂、FeSO₄；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．

点评 本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握习题中的信息及反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．