Question

11．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有很強的氧化性，是一種高效水處理劑．
（1）用K₂FeO₄處理廢水時，既利用其強氧化性，又利用Fe（OH）₃膠體的聚沉作用．
（2）制備K₂FeO₄可以采用干式氧化法或濕式氧化法．
①干式氧化的初始反應是2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，該反應中每生成2mol Na₂FeO₄時轉(zhuǎn)移電子10 mol．
②濕式氧化法的流程如圖1：

上述流程中制備Na₂FeO₄的化學方程式是2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O．結(jié)晶過程中反應的離子方程式是2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓．
（3）K₂FeO₄在水中不穩(wěn)定，發(fā)生反應：4FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H₂O?4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂，其穩(wěn)定性與溫度（T）和溶液pH的關(guān)系分別如圖2所示．
圖ⅠK₂FeO₄的穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系  圖ⅡK₂FeO₄的穩(wěn)定性與溶液pH的關(guān)系
①由圖Ⅰ可得出的結(jié)論是K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱．
②圖Ⅱ中a＜c（填“＞”、“＜”或“=”），其原因是由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑可知：氫離子濃度增大，平衡向正反應方向移動，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，pH越�。�

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺可水解生成Fe（OH）₃膠體，氫氧化鐵膠體具有吸附作用；
（2）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的負一價氧，2mol的有變成0價，還有10mol變成-2價，而鐵是正2價變?yōu)檎?價，所以每生成2mol Na₂FeO₄時轉(zhuǎn)移電子10mol；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄；結(jié)晶過程中鉀離子和高鐵酸根離子反應生成高鐵酸鉀沉淀；
（3）①溫度越高，相同時間內(nèi)FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越�。粶囟仍礁逨eO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應；
②pH越小，氫離子濃度越大，然后根據(jù)平衡移動解題．

解答 解：（1）Fe³⁺可水解水解的方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，生成具有吸附性的Fe（OH）₃膠體，能吸附懸浮在水中的雜質(zhì)凈水，發(fā)生聚沉；
故答案為：聚沉；
（2）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的負一價氧，2mol的有變成0價，還有10mol變成-2價，而鐵是正2價變?yōu)檎?價，所以每生成2mol Na₂FeO₄時轉(zhuǎn)移電子10mol，
故答案為：10；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄，其反應的化學方程式為：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；結(jié)晶過程中反應的離子方程式為2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓，
故答案為：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓；
（3）①由圖1數(shù)據(jù)可知，溫度越高，相同時間內(nèi)FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，溫度越高FeO₄^2-濃度越小，所以K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱，
故答案為：K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱；
②pH越小，氫離子濃度越大，由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑可知：氫離子濃度增大，平衡向正反應方向移動，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，pH越小，由圖知a＜c，
故答案為：＜；由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+8OH^-+3O₂↑可知：氫離子濃度增大，平衡向正反應方向移動，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，pH越�。�

點評 本題考查學生閱讀題目獲取信息的能力、鐵的化合物的性質(zhì)、氧化還原反應、化學平衡移動等，題目難度中等，要求學生要有扎實的基礎(chǔ)知識和靈活運用知識解決問題的能力，注意基礎(chǔ)知識的全面掌握．