Question

【題目】高鐵酸鹽在能源、環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	強堿性介質中，Fe(NO3)3與NaClO反應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等產物

（1）工業上用濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的流程如下圖所示：

①反應I的化學方程式為 。

②反應II的離子方程式為 。

③加入飽和KOH溶液的目的是 。

（2）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為 ；__ __。（用文字表述）

（3）干法制備K2FeO4的反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為 。

（4）高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，右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點有 ； 。

Answer 1

【答案】（1）①2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；②3ClO- + 10OH- + 2Fe3+ = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；③增大K+濃度，促進K2FeO4晶體析出；（2）高鐵酸鉀有強氧化性，能殺菌消毒；產生的Fe(OH)3膠體有吸附性，可除去懸浮雜質；（3）3:1；（4）放電時間長；工作電壓穩定。

【解析】

試題分析：（1）①反應I中氯氣和NaOH發生歧化反應，反應方程式為Cl2 ＋ 2NaOH = NaCl ＋ NaClO ＋ H2O；②根據濕法Fe化合價由＋3價→＋6價，升高3價，ClO－中Cl由＋1價→－1價降低2價，最小公倍數6，因此Fe3＋的系數為2，ClO－的系數為3，根據原子守恒和電荷守恒，2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③增大K＋濃度，促進K2FeO4晶體析出；

（2）＋6價Fe具有強氧化性，能殺菌消毒，產生的Fe(OH)3膠體有吸附性，能除去吸附雜質，達到凈水；（3）根據干法，反應方程式為Fe2O3 ＋ 3KNO3 ＋ 4KOH 2K2FeO4 ＋ 3KNO2 ＋ 2H2O，Fe2O3是還原劑，KNO3是氧化劑，因此氧化劑和還原劑的物質的量之比為3：1；

（4）根據放電曲線，得出優點：放電時間長；工作電壓穩定。