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、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng)，無(wú)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 + aNa2O2 =2Na2FeO4 + bX + 2Na2SO4 + c O2↑

①該反應(yīng)中物質(zhì) X 應(yīng)是___________，a 與 c 的關(guān)系是____________。

②簡(jiǎn)要說(shuō)明 K2FeO4 作為水處理劑時(shí)，在水處理過(guò)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(xiě)出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：__________________________ 。

②若反應(yīng)過(guò)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(shuō)明什么問(wèn)題______________________________________。

Answer 1

【答案】 Na2O a=4+2c 高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；消毒過(guò)程中自身被還原為 Fe3+，F(xiàn)e3+水解生成 Fe(OH)3 膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O 0.15 該溫度下 K2FeO4 比 Na2FeO4 的溶解度小

【解析】(1) ①反應(yīng)中鐵元素由+2價(jià)升高到+6價(jià)，過(guò)氧化鈉中的部分氧由-1價(jià)升高到0價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)升降規(guī)律，過(guò)氧化鈉中的另一部分氧一定會(huì)從-1價(jià)降低到-2價(jià)，反應(yīng)中硫、鐵原子已經(jīng)守恒，所以X只能是氧化鈉,。故答案為Na2O；配平后方程式為2FeSO4 + 6Na2O2 =2Na2FeO4 + 6 Na2O2 + 2Na2SO4 + O2↑，所以有a=4+2c，故答案為：a=4+2c；②高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，消毒過(guò)程中自身被還原為鐵離子，鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體可吸附水中懸浮的雜質(zhì)而沉降，從而凈化水，故答案為：高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；消毒過(guò)程中自身被還原為 Fe3+，Fe3+水解生成 Fe(OH)3 膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降。 （2）①高鐵酸鉀是生成物，則氫氧化鐵為反應(yīng)物，該反應(yīng)中鐵元素化合價(jià)升高，氫氧化鐵做還原劑，還需要氧化劑參加反應(yīng)，次氯酸根離子具有氧化性，所以次氯酸根離子做反應(yīng)物，生成物為氯離子，氯元素化合價(jià)由+1降低到-1，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，溶液在堿性條件下進(jìn)行，則氫氧根離子參與反應(yīng)，所以反應(yīng)方程式為：2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O，故答案為：2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；②反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6摩爾電子生成還原產(chǎn)物為3摩爾氯離子，所以反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.3mo1電子時(shí)，還原產(chǎn)物為0.15mol。③ 由于該溫度下高鐵酸鉀比高鐵酸鈉的溶解度小，所以低溫下高鐵酸鈉溶液中加入氫氧化鉀至飽和可析出高鐵酸鉀，故答案為：該溫度下 K2FeO4 比 Na2FeO4 的溶解度小。