Question

【題目】鐵的重要化合物高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點。而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置：

（1）該電池放電時正極的電極反應式為_______________________________；若維持電流強度為1A，電池工作10 min ，理論消耗Zn ___________g（已知F=96500 C／mol）。

（2）圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有______________________________________。

（3）高鐵酸鉀生產(chǎn)方法之二是在強堿性介質(zhì)中用KClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鉀，該反應的離子方程式為_______________________________________。

（4）K2FeO4能消毒、凈水的原因________________________________________。

Answer 1

【答案】 FeO42- +4 H2O+3e- = Fe（OH）3+5 OH- 0.2 工作時間長工作電壓穩(wěn)定。 3ClO-+2Fe（OH）3+4 OH-=2 FeO42- +3Cl-+5 H2O +6價鐵具有強氧化性能殺菌消毒且反應生成三價鐵離子水解又生成氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮物。

【解析】試題分析：(1)根據(jù)電池裝置，Zn做負極，C為正極，高鐵酸鉀的氧化性很強，左邊燒杯只能生成三價鐵，三價鐵離子在堿溶液中沉淀下來；(2)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點有:使用時間長、工作電壓穩(wěn)定 ；(3) Fe(OH)3中Fe元素化合價由+3價升高為+6價，共升高3價，KClO中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，共降低2價，根據(jù)化合價升降相同配平方程式；（3）+6價鐵具有強氧化性，氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮物；

解析：(1)根據(jù)電池裝置，Zn做負極，C為正極，高鐵酸鉀的氧化性很強，左邊燒杯只能生成三價鐵，三價鐵離子在堿溶液中沉淀下來；正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應生成Fe(OH)3，正極電極反應式為:FeO42-+4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH-；若維持電流強度為1A，電池工作十分鐘，通過電子為 ，則理論消耗Zn為0.2g；(2)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點有:使用時間長、工作電壓穩(wěn)定；(3) Fe(OH)3中Fe元素化合價由+3價升高為+6價，共升高3價，KClO中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，共降低2價，根據(jù)化合價升降相同配平，反應離子方程式是3ClO-+2Fe（OH）3+4 OH-=2 FeO42- +3Cl-+5 H2O；(5) K2FeO4中+6價鐵具有強氧化性能殺菌消毒且反應生成三價鐵離子水解又生成氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮物，所以K2FeO4能消毒、凈水。