Question

【題目】

I．高鐵酸鉀( K2Fe04)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為 ；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn g（已知F="96500" C／mol）。

（2）鹽橋中盛有飽和KC1溶液，此鹽橋中氯離子向 移動(dòng)（填“左”或“右”）；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向 移動(dòng)（填“左”或“右”）。

（3）圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有

Ⅱ．工業(yè)上濕法制備K2Fe04的工藝流程如圖3。

（4）完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

其中氧化劑是 （填化學(xué)式）。

（5）加入飽和KOH溶液的目的是

（6）已知25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入 mL 2 mol/L的鹽酸（忽略加入鹽酸體積）。

Answer 1

【答案】（1）FeO42﹣+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；0.2

（2）右；左（3）使用時(shí)間長、工作電壓穩(wěn)定

（4）2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O；NaClO

（5）減小高鐵酸鉀的溶解，促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出（6）2.5

【解析】試題分析：（1）放電時(shí)高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FeO42﹣+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1×10×60÷96500=0.0062176mol。理論消耗Zn的質(zhì)量 0.0062176mol÷2×65=0.2g（已知F="96500" C／mol）。

（2）電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動(dòng)；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左移動(dòng)。

（3）圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有使用時(shí)間長、工作電壓穩(wěn)定

Ⅱ．（4）2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O氧化劑所含元素化合價(jià)降低，氧化劑是NaClO；

（5）加入飽和KOH溶液的目的是減小高鐵酸鉀的溶解，促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出；

（6）已知25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5mol/L l00mL FeCl3

溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，，則至少需要加入2.5mL 2 mol/L的鹽酸。