Question

13．高鐵酸鉀（K₂FeO₄，暗紫色固體），是一種新型、高效、多功能的水處理劑，完成下列填空：
（1）K₂FeO₄溶于水得到淺紫紅色的溶液，且易水解，生成氧氣和氫氧化鐵．寫出該水解反應(yīng)的離子方程式4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂；說明高鐵酸鉀做水處理劑的原理高鐵酸根離子具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，氫氧化鐵吸附水中的懸浮物．
（2）如圖分別是1mol/L的K₂FeO₄溶液在不同pH和溫度下c（FeO₄^2-）隨時(shí)間的變化曲線．
根據(jù)以上兩圖，說明配置K₂FeO₄溶液的注意事項(xiàng)低溫、堿性條件下配制溶液．

（3）鋼鐵廠的副產(chǎn)品SO₂多用于制硫酸和石膏等
①制硫酸最重要的反應(yīng)是：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）+196kJ如圖1表示將2.0molSO₂和一定量的O₂置于1L密閉容器中，當(dāng)其他條件一定時(shí)，SO₂（g）的平衡轉(zhuǎn)化率α隨X的變化關(guān)系，則X（X₁、X₂）可以代表的物理量是壓強(qiáng)或氧氣的量．
②如圖2表示生產(chǎn)石膏的簡單流程，請用平衡移動原理解釋向CaCO₃懸濁液中通入SO₂發(fā)生反應(yīng)的原因SO₂與水會反應(yīng)：SO₂+H₂O?H₂SO₃；生成的H₂SO₃會部分電離：H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-；CaCO₃懸濁液中存在CaCO₃?Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），向CaCO₃懸濁液中通入SO₂時(shí)，CO₃^2-與H⁺反應(yīng)，c（CO₃^2-）減小，溶解平衡正向移動．．

Answer 1

分析 （1）用K₂FeO₄處理中性廢水時(shí)與水反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體，并放出無色無味的氣體和其它物質(zhì)，鐵元素化合價(jià)降低，氧元素化合價(jià)升高生成氧氣，結(jié)合電荷守恒配平書寫離子方程式；氫氧化鐵膠體具有吸附作用；
（2）依據(jù)圖中數(shù)據(jù)結(jié)合高鐵酸根離子水解反應(yīng)的特點(diǎn)判斷解答；
（3）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），為可逆反應(yīng)，正向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，依據(jù)濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動影響解答；
②碳酸鈣的懸濁液中存在溶解平衡，所以而通入二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸酸性比碳酸的酸性強(qiáng)；

解答 解：（1）用K₂FeO₄處理中性廢水時(shí)與水反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體，并放出無色無味的氣體和其它物質(zhì)，鐵元素化合價(jià)降低，氧元素化合價(jià)升高生成氧氣，結(jié)合電荷守恒配平書寫離子方程式為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑；高鐵酸根離子具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，氫氧化鐵吸附水中的懸浮物；
故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑；
高鐵酸根離子具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，氫氧化鐵吸附水中的懸浮物；
（2）高鐵酸根離子水解方程式：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂，依據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知升高溫度，減小pH值，高鐵酸根離子濃度降低，所以應(yīng)在低溫、堿性條件下配制高鐵酸鉀溶液；
故答案為：低溫、堿性條件下配制溶液；
（3）①依據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，隨著X量加入SO₂（g）的平衡轉(zhuǎn)化率α逐漸增大，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），為氣體體積減小的反應(yīng)，加壓平衡向正向移動；多種反應(yīng)物的，增大一種反應(yīng)物濃度可以提高其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，所以對反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），增大氧氣的用量能夠提高二氧化硫轉(zhuǎn)化率，圖中X可以是壓強(qiáng)或氧氣的量；
故答案為：壓強(qiáng)或氧氣的量；
②CaCO₃懸濁液中存在CaCO₃?Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），向CaCO₃懸濁液中通入SO₂時(shí)，SO₂與水會反應(yīng)：SO₂+H₂O?H₂SO₃；生成的H₂SO₃會部分電離：H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，CO₃^2-與H⁺反應(yīng)，c（CO₃^2-）減小，溶解平衡正向移動；
故答案為：SO₂與水會反應(yīng)：SO₂+H₂O?H₂SO₃；生成的H₂SO₃會部分電離：H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-；CaCO₃懸濁液中存在CaCO₃?Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），向CaCO₃懸濁液中通入SO₂時(shí)，CO₃^2-與H⁺反應(yīng)，c（CO₃^2-）減小，溶解平衡正向移動．

點(diǎn)評 本題為綜合題，考查了不同價(jià)態(tài)鐵之間的轉(zhuǎn)化，化學(xué)平衡移動原理及其應(yīng)用，明確高鐵酸根離子的性質(zhì)、熟悉影響化學(xué)平衡移動的因素是解題關(guān)鍵，題目難度中等．