Question

高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）易溶于水，具有強(qiáng)氧化性，是一種新型水處理劑．替代傳統(tǒng)的凈水劑及Cl₂對(duì)淡水進(jìn)行凈化消毒是城市飲用水處理新技術(shù)．工業(yè)上常用如下方法制備高鐵酸鉀：以鐵絲網(wǎng)為陽(yáng)極電解NaOH溶液，然后在陽(yáng)極液中加入50%的KOH溶液，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、用異丙醇洗滌、干燥，即可制得．
（1）高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性的原因是

 

．
（2）用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品的好處是

 

．
（3）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為

 

，

 

．
（4）高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，圖1為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線(xiàn)，由此可得出的高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有

 

、

 

．
（5）探究高鐵酸鉀的某種性質(zhì)．
【實(shí)驗(yàn)1】將適量K₂FeO₄固體分別溶解于pH為4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO₄^2-濃度為1.0mmol?L^-1（1mmol?L^-1=10^-3mol?L^-1）的試樣，靜置，考察不同初始pH的水溶液對(duì)K₂FeO₄某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2（注：800min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變）．

【實(shí)驗(yàn)2】將適量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO₄^2-濃度為1.0mmol?L^-1的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，考察不同溫度對(duì)K₂FeO₄某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3．則
①實(shí)驗(yàn)1的目的是

 

；
②實(shí)驗(yàn)2可得出的結(jié)論是

 

；
③高鐵酸鉀在水中的反應(yīng)為4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．由圖1可知，800min時(shí)，pH=11.50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH=4.74的溶液中高，主要原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）高鐵酸鉀中鐵元素在+6價(jià)易得到電子表現(xiàn)氧化性；
（2）異丙醇代替水洗滌減少產(chǎn)品損耗易揮發(fā)；
（3）高鐵酸鉀具有很強(qiáng)的氧化性，能殺菌消毒，在水中生成的Fe（OH）₃膠體，有吸附性；
（4）由圖可知高鐵電池比高能堿性電池放電時(shí)間長(zhǎng)，工作電壓穩(wěn)定；（1）高鐵酸鉀中的鐵是正6價(jià)，處于高價(jià)態(tài)，具有強(qiáng)氧性；
（5）①在其它條件相同的情況下研究在FeO₄^2-不同PH溶液中的穩(wěn)定性；
②研究溫度改變，F(xiàn)eO₄^2-的穩(wěn)定性；
③用平衡移動(dòng)的原理解釋?zhuān)?/div>

解答： 解：（1）高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性的原因是高鐵酸鉀中鐵元素化合價(jià)為+6價(jià)，高價(jià)態(tài)易得到電子表現(xiàn)氧化性；
故答案為：其中的Fe元素為+6價(jià)，易得電子；
（2）用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品，避免產(chǎn)品溶解損失，同時(shí)異丙醇易揮發(fā)，易于干燥；
故答案為：減少洗滌時(shí)產(chǎn)品的損失且產(chǎn)品易干燥；
（3）高鐵酸鉀具有很強(qiáng)的氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe（OH）₃膠體，有吸附性，
故答案為高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe（OH）₃膠體、有吸附性起凈水作用；
（4）由圖可知高鐵電池比高能堿性電池放電時(shí)間長(zhǎng)，工作電壓穩(wěn)定，
故答案為：放電時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定．
（5）①在其它條件相同的情況下研究在FeO₄^2-不同PH溶液中的穩(wěn)定性；
故答案為：研究在FeO₄^2-不同PH溶液中的穩(wěn)定性（或反應(yīng)的速率）；
②研究溫度改變，F(xiàn)eO₄^2-的穩(wěn)定性；
故答案為：溫度越高，F(xiàn)eO₄^2-越不穩(wěn)定（或與水反應(yīng)的速率越快）；
③用平衡移動(dòng)的原理解釋?zhuān)琾H=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使平衡向左移動(dòng)；
故答案為：pH=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使平衡向左移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物知識(shí)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的速率以及平衡的移動(dòng)等知識(shí)的綜合考查，難度大，學(xué)生不容易接受．