Question

【題目】高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。濕法、干法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示。

濕法	強(qiáng)堿性介質(zhì)中，Fe（NO3）3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產(chǎn)物

（1）工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的流程如下圖所示：

①反應(yīng)I的化學(xué)方程式為 。

②反應(yīng)II的離子方程式為 。

③進(jìn)行溶解，沉淀、洗滌這些操作的共同目的是 。

（2）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為________________。

（3）濕法、干法制備K2FeO4的反應(yīng)中均利用的是+3價Fe元素的 性質(zhì)。

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

Answer 1

【答案】（1）①2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O；②3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③使得到的高鐵酸鈉轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀并進(jìn)一步提純；（2）高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；產(chǎn)生的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用；（3）還原性；（4）放電時間長，工作電壓穩(wěn)定。

【解析】試題分析：（1）①濕法制法：根據(jù)信息，強(qiáng)堿性介質(zhì)中，Fe(NO3)3與NaClO反應(yīng)生成高鐵酸鹽，因此反應(yīng)I制取NaClO，其反應(yīng)方程式為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；②根據(jù)信息和反應(yīng)II，Fe3＋＋ClO－→FeO42－＋Cl－，根據(jù)化合價升降法配平，2Fe3＋＋3ClO－→2FeO42－＋3Cl－，濕法制取高鐵酸鹽，環(huán)境是強(qiáng)堿性，OH－作反應(yīng)物生成H2O，根據(jù)所帶電荷數(shù)和原子守恒進(jìn)行配平，3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③反應(yīng)中生成的是高鐵酸鈉，而產(chǎn)品是高鐵酸鉀，因此溶解、沉淀、洗滌這些操作的共同的目的是使得到的高鐵酸鈉轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀并進(jìn)一步提純；（2）高鐵酸鉀中＋6價鐵，具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，其還原產(chǎn)物是Fe3＋，Fe3＋水解成氫氧化鐵膠體，可以吸附水中的顆粒，達(dá)到凈水的目的，因此：高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；產(chǎn)生的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用；（3）＋3價鐵轉(zhuǎn)化成＋6價鐵，化合價升高被氧化，因此具有還原性；（4） 放電時間長，工作電壓穩(wěn)定。