Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比Cl₂、O₂、ClO₂、KMnO₄氧化性更強，無二次污染，工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出．
（1）干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為：2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
①該反應(yīng)中的氧化劑是

Na₂O₂

，還原劑是

FeSO₄和Na₂O₂

，每生成1molNa₂FeO₄轉(zhuǎn)移

5

mol電子
②簡要說明K₂FeO₄，作為水處理劑時，在水處理過程中所起的作用

高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒，且消毒過程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)

．
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒：Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．
①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：

2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O

．
②每生成1molFeO₄^2-轉(zhuǎn)移

3

mol電子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為

0.15

mol．
③低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K₂FeO₄），說明什么問題

該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小

．

Answer 1

分析：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe、O元素的化合價升高，O元素的化合價降低，由化合價的變化計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合價為+6價，具有強氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)可知，氫氧化鐵被氧化；
②根據(jù)化合價的變化來計算；
③根據(jù)高鐵酸鉀與高鐵酸鈉的溶解度來分析．

解答：解：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe、O元素的化合價升高，O元素的化合價降低，則氧化劑為Na₂O₂，還原劑為FeSO₄，由降低O元素可知每生成1molNa₂FeO₄轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol×5×（2-1）=5mol，故答案為：Na₂O₂；FeSO₄和Na₂O₂；5；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合價為+6價，具有強氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒，且消毒過程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)可知，氫氧化鐵被氧化，該離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②Fe元素由+3價升高到+6價，則每生成1molFeO₄^2-轉(zhuǎn)移電子為1mol×（6-3）=3mol，Cl^-為還原產(chǎn)物，
由2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O可知，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為0.15mol，故答案為：3；0.15；
③低溫下，在在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K₂FeO₄），可知該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小，
故答案為：該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小．

點評：本題考查氧化還原反應(yīng)，明確信息及物質(zhì)的性質(zhì)來確定反應(yīng)物與生成物是解答本題的關(guān)鍵，并熟悉該反應(yīng)中元素的化合價來解答即可，題目難度中等．