Question

17．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比C1₂、O₃、ClO₂、KMnO₄氧化性更強(qiáng)，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）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應(yīng)體系有六種微粒：Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．
①寫出并配平濕法制備高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
②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），說明了什么問題相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小
（2）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Na₂O₂，還原劑是Na₂O₂、FeSO₄，每生成l molNa₂FeO₄轉(zhuǎn)移5mol電子．
②簡(jiǎn)要說明K₂FeO₄作為水處理劑時(shí)所起的作用高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，且消毒過程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）時(shí)，F(xiàn)e（OH）₃失電子被氧化生成K₂FeO₄，則C1O^-作氧化劑被還原生成C1^-，氫氧化鐵必須在堿性條件下存在，所以該反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒配平方程式；
②至飽和可析出高鐵酸鉀，與溶解度有關(guān)；
（2）該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?6價(jià)、O元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)、-2價(jià)，得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑、失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，再結(jié)合Na₂FeO₄和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）時(shí)，F(xiàn)e（OH）₃失電子被氧化生成K₂FeO₄，則C1O^-作氧化劑被還原生成C1^-，氫氧化鐵必須在堿性條件下存在，所以該反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行，該離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②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），說明相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小，
故答案為：相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度��；
（2）該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?6價(jià)、O元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)、-2價(jià)，
①得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑、失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，所以Na₂O₂是氧化劑、Na₂O₂、FeSO₄是還原劑，根據(jù)Na₂FeO₄和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式知，每生成l mol Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol，
故答案為：Na₂O₂；Na₂O₂、FeSO₄；5；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，且消毒過程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握習(xí)題中的信息及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．