Question

高鐵酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，在能源、環(huán)保等方面均有廣泛的用途。濕法、干法制備高鐵酸鉀的原理如表所示：

濕法	強(qiáng)堿介質(zhì)中，F(xiàn)e(NO3)3與NaClO反應(yīng)得到紫紅色高鐵酸鹽溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鉀(K2FeO4)和KNO2等產(chǎn)物

（1）某工廠用濕法制備高鐵酸鉀的流程如圖所示：

①反應(yīng)I的化學(xué)方程式為 。

②反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為 。

③已知25℃時Fe(OH)3的Ksp=4.0×10—38，反應(yīng)Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10—5mol·L—1．則需調(diào)整pH= 時，開始生成Fe(OH)3沉淀(不考慮溶液體積的變化)。

（2）由流程圖可見，濕法制備高鐵酸鉀時，需先制得高鐵酸鈉，然后再向高鐵酸鈉溶液中加入飽和KOH溶液，即可析出高鐵酸鉀。

①已知高鐵酸鈉和水反應(yīng)，有Fe(OH)3和O2生成，則高鐵酸鈉的氧化性比O2 (填“強(qiáng)”或“弱”)。

②由以上信息可知：高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉 (填“大”或“小”)。

（3）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為 。

（4）干法制備K2FeO4的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。

Answer 1

（1）①Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2分)；

②2Fe3++3ClO—+10OH—=2FeO42—+3Cl—+5H2O(2分)；

③pH=3(2分)；

（2）①強(qiáng)；②小

（3）有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，產(chǎn)生Fe(OH)3有吸附性(2分)；（4）3:1(2分)

【解析】

試題分析：①由濕法制備高鐵酸鉀的原理，結(jié)合流程可知：反應(yīng)I：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O；

②反應(yīng)II離子反應(yīng)方程式為：3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O。

③由25℃時的Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，c（Fe3+）=4.0×10-5mol/L，則

Ksp[Fe(OH)3]=c（Fe3+）c3(OH-)求得：c(OH-)=10-11mol/L，則c(H+)=10-3mol/L，PH=3,即PH=3開始生成Fe(OH)3沉淀；

（2）①由氧化還原反應(yīng)強(qiáng)生弱的規(guī)律可知：高鐵酸鈉的氧化性比O2強(qiáng)。

②由流程圖可知，向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液，析出高鐵酸鉀，說明高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀溶解度；

（3）高鐵酸鉀中+6價的鐵有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，生成的+3價鐵水解產(chǎn)生Fe(OH)3有吸附性；

（4）干法制備高鐵酸鉀的化學(xué)方程式為Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O分析可得氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1.

考點： 了解鐵單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。能根據(jù)實驗試題要求，做到： ①設(shè)計、評價或改進(jìn)實驗方案； ②了解控制實驗條件的方法。