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)FeO42-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______
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______.
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(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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