Question

1．目前，新能源不斷被利用到現(xiàn)代的汽車中，高鐵電池技術(shù)就是科研機(jī)構(gòu)著力研究的一個(gè)方向．
（1）高鐵酸鉀-鋅電池（堿性介質(zhì)）是一種典型的高鐵電池，則該種電池負(fù)極材料是Zn（填化學(xué)式）．
（2）工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)高鐵酸鉀（K₂FeO₄），K₂FeO₄在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定．反應(yīng)原理為
Ⅰ．在堿性條件下，利用NaClO氧化Fe（NO₃）₃制得Na₂FeO₄：3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH═2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O．
Ⅱ．Na₂FeO₄與KOH反應(yīng)生成K₂FeO₄：Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH．
主要的生產(chǎn)流程如圖1：

①寫出反應(yīng)①的離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
②流程圖中反應(yīng)③是在某低溫下進(jìn)行的，且此溫度無NaOH析出，說明此溫度下
K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知K₂FeO₄在水溶液中可以發(fā)生：4FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H₂O?4Fe（OH）₃↓+8OH^-+3O₂↑，則K₂FeO₄在水處理中的作用是殺菌消毒、凈水．
（4）FeO${\;}_{4}^{2-}$在水溶液中的存在形態(tài)如圖2所示．
①若向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO${\;}_{4}^{-}$的分布分?jǐn)?shù)的變化情況是先變大，后變�。�
②若向pH=6的這種溶液中滴加KOH溶液，則溶液中含鐵元素的微粒中，HFeO₄^-轉(zhuǎn)化為FeO₄^2-（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）高鐵酸鉀-鋅電池（堿性介質(zhì)）中，高鐵酸鉀是氧化劑在正極反應(yīng)，鋅易失電子是還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，據(jù)此答題；
（2）①氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
②相同溫度下，溶度積大的物質(zhì)向溶度積小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化；
（3）高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，被還原后生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體具有吸附性；
（4）①根據(jù)圖象可知隨著溶液堿性的增強(qiáng)，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)先增大后減小；
②向pH=6的這種溶液中滴加KOH溶液，根據(jù)圖象知，隨著溶液堿性的增強(qiáng)，F(xiàn)eO₄^2-的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)逐漸減小．

解答 解：（1）高鐵酸鉀-鋅電池（堿性介質(zhì)）中，高鐵酸鉀是氧化劑在正極反應(yīng)，鋅易失電子是還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，
故答案為：Zn；
（2）①氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子反應(yīng)方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②相同溫度下，溶度積大的物質(zhì)向溶度積小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，所以K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄），
故答案為：＜；
（3）高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，所以能殺菌消毒，被還原后生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體具有吸附性，所以能凈水，
故答案為：殺菌消毒、凈水；
（4）①根據(jù)圖象知，隨著溶液堿性的增強(qiáng)，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)先增大后減小，
故答案為：先變大，后變��；
②根據(jù)圖象知，隨著溶液堿性的增強(qiáng)，F(xiàn)eO₄^2-的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)逐漸減小，所以HFeO₄^-轉(zhuǎn)化為FeO₄^2-，
故答案為：HFeO₄^-；FeO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理、難溶電解質(zhì)的溶解平衡等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累、運(yùn)用．