Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比C12、O2、C1O2、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）干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑

①該反應(yīng)中中的氧化劑是_______，還原劑是_____，每生成1mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移___mol電子。

②簡要說明K2FeO4作為水處理劑時，在水處理過程中所起的作用_______________________。

（2）濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒：Fe(OH)3、C1O－、OH－、FeO42-、C1－、H2O。

①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：___________________。

②每生成1molFeO42-轉(zhuǎn)移_______mo1電子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mo1電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為______________mo1。

③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），說明什么問題______________。

Answer 1

【答案】 Na2O2 FeSO4和Na2O2 5 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) 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 3 0.15 該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小

【解析】（1）①反應(yīng)中Fe元素化合價由+2價升高為+6價，被氧化，FeSO4為還原劑，過氧化鈉中O元素的化合價由-1價降低為-2價，由-1價升高為0，過氧化鈉既是氧化劑也是還原劑；由方程式可知，每生成2mol Na2FeO4，有6molNa2O2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移10mol電子，則每生成1mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5mol；②K2FeO4中Fe元素的化合價為+6價，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)；（2）①濕法制備高鐵酸鉀時，F(xiàn)e(OH)3失電子被氧化生成K2FeO4，F(xiàn)e的化合價升高了3價，C1O－作氧化劑被還原生成C1－，氯元素的價態(tài)降低了2價，根據(jù)電子守恒，得到鐵元素物質(zhì)前邊系數(shù)是2，ClO－的前邊系數(shù)是3，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，因此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O；②反應(yīng)2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O中轉(zhuǎn)移電子是6mol，生成2mol FeO42－，因此每生成1mol FeO42－轉(zhuǎn)移3mol電子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則還原產(chǎn)物氯離子的物質(zhì)的量為0.15mol；③低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀，這說明該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小。