Question

高鐵酸鹽（K₂FeO₄、Na₂FeO₄）在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途．）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑．干法、濕法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示．

干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色K2FeO4和KNO2等產(chǎn)物
濕法	強(qiáng)堿性介質(zhì)中，F(xiàn)e（NO3）3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色Na2FeO4溶液

（1）干法制備K₂FeO₄的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH

△   .

2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）高鐵酸鉀在水中既能消毒殺菌，又能凈水，是一種理想的水處理劑．請(qǐng)完成FeO₄^2-與水反應(yīng)的方程式：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+

 

．
（3）K₂FeO₄在處理水的過(guò)程中能消毒殺菌是因?yàn)棰?div id="lp9jdxt" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

，它能凈水的原因是②

 

．
（4）工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的流程如圖所示：

①反應(yīng)I的化學(xué)方程式為

 

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②反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為

 

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③加入飽和KOH溶液的目的是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）反應(yīng)Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH

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2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O中，F(xiàn)e元素化合價(jià)升高，化合價(jià)由+3價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化，N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到+2價(jià)，結(jié)合方程式判斷；
（2）FeO₄^2-與水反應(yīng)，由生成物Fe（OH）₃可知，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低，應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時(shí)生成氧氣；
（3）K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性，可用于殺菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性；
（4）反應(yīng)Ⅰ：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，反應(yīng)Ⅱ：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，加入飽和KOH溶液可以增大K⁺的濃度，使平衡向右移動(dòng)，以此解答該題．

解答： 解：（1）反應(yīng)Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH

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2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O中，F(xiàn)e元素化合價(jià)升高，化合價(jià)由+3價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化，N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到+2價(jià)，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1，
故答案為：3：1；
（2）FeO₄^2-與水反應(yīng)，由生成物Fe（OH）₃可知，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低，應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時(shí)生成氧氣，反應(yīng)的方程式為4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂，
故答案為：3O₂；
（3）K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性，可用于殺菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性，可除去水的懸浮性雜質(zhì)，
故答案為：①高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性；②高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成的Fe（OH）₃膠體有吸附性；
（4）①反應(yīng)Ⅰ為復(fù)分解反應(yīng)，方程式為：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
②反應(yīng)Ⅱ?yàn)檠趸�還原反應(yīng)，+3價(jià)鐵被氧化成+6價(jià)鐵，+1價(jià)的氯被氧化為-1價(jià)，方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
③Na₂FeO₄+2KOH?K₂FeO₄+2NaOH，加入飽和KOH溶液可以增大K⁺的濃度，使平衡向右移動(dòng)，析出晶體，故答案為：增大K⁺的濃度，促進(jìn)K₂FeO₄晶體析出．

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，為高考不變的一個(gè)題型，每年高考必考，是熱點(diǎn)題型、也是高考難點(diǎn)之一．本題主要考查了氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)平衡的移動(dòng)、膠體的凈水原理．重點(diǎn)是利用化合價(jià)的升價(jià)和化學(xué)計(jì)量數(shù)判斷氧化劑和還原劑的比例，難度中等．