Question

19．新型凈水劑高鐵酸鉀（K₂FeO₄）為暗紫色固體，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐漸分解，在堿性溶液中穩(wěn)定．
工業(yè)上制備K₂FeO₄的常用方法有兩種．
方法Ⅰ：次氯酸鹽氧化法．
工藝流程如圖所示．

（1）已知“氧化”過程中氧化產(chǎn)物為Na₂FeO₄，寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O．
（2）“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH．
（3）上述工藝得到的高鐵酸鉀常含有雜質(zhì)，可將粗產(chǎn)品用稀KOH溶液溶解，然后加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶，這種分離提純的方法為重結(jié)晶法．
方法Ⅱ：電解法．
以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽極液中加入KOH
（4）電解時陽極發(fā)生反應(yīng)生成FeO₄^2-，該電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O．

Answer 1

分析 FeCl₃溶液、NaClO溶液和NaOH溶液混合發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為FeCl₃+2NaOH+10NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O，加入40%的NaOH溶液除雜，過濾得到NaCl固體和濾液，濾液中加入KOH溶液實現(xiàn)Na₂FeO₄轉(zhuǎn)化為K₂FeO₄，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到K₂FeO₄固體，上述工藝得到的高鐵酸鉀常含有雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純；
（1）FeCl₃溶液、NaClO溶液和NaOH溶液混合發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水；
（2）高鐵酸鈉和KOH反應(yīng)生成高鐵酸鉀和NaOH；
（3）高鐵酸鉀常含有雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純；
（4）Fe作陽極電解NaOH溶液，陽極上Fe失電子和OH^-反應(yīng)生成FeO₄^2-和水，陰極上氫離子放電生成氫氣．

解答 解：（1）FeCl₃溶液、NaClO溶液和NaOH溶液混合發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水，反應(yīng)方程式為2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O，
故答案為：2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O；
（2）高鐵酸鈉和KOH反應(yīng)生成高鐵酸鉀和NaOH，反應(yīng)方程式為Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH，故答案為：Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH；
（3）工藝得到的高鐵酸鉀常含有雜質(zhì)，可將粗產(chǎn)品用稀KOH溶液溶解，然后加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶，這種分離提純的方法為重結(jié)晶，故答案為：重結(jié)晶；
（4）Fe作陽極電解NaOH溶液，陽極上Fe失電子和OH^-反應(yīng)生成FeO₄^2-和水，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極反應(yīng)式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O．

點評 本題以氧化還原反應(yīng)、電解法為載體考查物質(zhì)制備，為高頻考點，涉及物質(zhì)分離提純方法、電極反應(yīng)式的書寫、氧化還原反應(yīng)等知識點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、判斷及知識綜合運用能力的考查，注意（4）中如果活潑電極作陽極時，陽極上電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為易錯點．