Question

高鐵酸鉀(K₂FeO₄)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比Cl₂、O₂、ClO₂、KMnO₄氧化性更強，無二次污染，工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出。

(1)干法制備高鐵酸鉀的主要反應(yīng)為：2FeSO₄ ＋ 6Na₂O₂===2Na₂FeO₄ ＋ 2Na₂O ＋ 2Na₂SO₄ ＋ O₂↑

①該反應(yīng)中的氧化劑是________，還原劑是________，每生成1 mol Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移________mol電子。

②簡要說明K₂FeO₄作為水處理劑時所起的作用__________________________________

________________________________________________________________________。

(2)濕法制備高鐵酸鉀(K₂FeO₄)的反應(yīng)體系中有六種粒子：Fe(OH)₃、ClO^－、OH^－、FeO、Cl^－、H₂O。

①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀反應(yīng)的離子方程式：____________________________

________________________________________________________________________。

②每生成1 mol FeO 轉(zhuǎn)移________mol電子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3 mol電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為________mol。

③低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀(K₂FeO₄)，說明什么問題________________________________________________________________________。

Answer 1

解析：(1) ①該反應(yīng)中得電子的物質(zhì)是過氧化鈉，失電子的物質(zhì)是過氧化鈉和硫酸亞鐵，所以氧化劑是過氧化鈉，還原劑是過氧化鈉和硫酸亞鐵；

2FeSO₄ ＋ 6Na₂O₂===2Na₂FeO₄ ＋ 2Na₂O ＋ 2Na₂SO₄ ＋ O₂↑轉(zhuǎn)移電子[來源:Z.xx.k.Com]

　　　　　2 mol　　　　　　　　　　　10 mol

          1 mol                       5 mol

所以每生成1 mol FeO轉(zhuǎn)移電子5 mol。

②高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe^3＋，F(xiàn)e^3＋水解生成Fe(OH)₃膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降。

(2) ①高鐵酸鉀是生成物，氫氧化鐵是反應(yīng)物，根據(jù)高鐵酸鉀和氫氧化鐵中鐵元素化合價的變化知氫氧化鐵是還原劑，而氧化劑得電子反應(yīng)后元素的化合價降低，根據(jù)所給離子中化合價變化的另一種元素是氯，且次氯酸根離子作反應(yīng)物，氯離子作生成物，所以離子方程式為2Fe(OH)₃ ＋ 3ClO^－ ＋ 4OH^－ === 2FeO ＋ 3Cl^－ ＋ 5H₂O。

②2Fe(OH)₃ ＋ 3ClO^－ ＋ 4OH^－===2FeO＋3Cl^－ ＋ 5H₂O轉(zhuǎn)移電子

　　　　　　　　　　　　　     2 mol  　3 mol  　6 mol

                               1 mol            3 mol

　　　　　　　　　　　　　　  0.15 mol          0.3 mol

因此每生成1 mol FeO 轉(zhuǎn)移3 mol電子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3 mol電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為0.15 mol。

 ③該溫度下K₂FeO₄比Na₂FeO₄的溶解度小。

答案：(1) ①Na₂O₂　Na₂O₂ 和FeSO₄　5

②高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe^3＋，F(xiàn)e^3＋水解生成Fe(OH)₃膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降

(2) ①2Fe(OH)₃ ＋ 3ClO^－ ＋ 4OH^－ ===2FeO＋3Cl^－＋ 5H₂O�、�3　0.15 mol

③該溫度下K₂FeO₄比Na₂FeO₄的溶解度小