Question

（18分）高鐵酸鹽（如K₂FeO4）是一種高效綠色氧化劑，可用于飲用水和生活用水的處理。從環境保護的角度看，制備高鐵酸鹽較好的方法為電化學法。

（1）電化學法制備高鐵酸鈉采用鐵片作陽極，NaOH溶液作為電解質溶液，其電流效率可達到40%。寫出陽極產生高鐵酸鈉的電極反應方程式：             。

（2）鐵絲網電極是更理想的陽極材料，相同條件下，可將電流效率提高至70%以上，原因是           。研究亦發現，鐵電極在某一電壓范圍內會產生氧氣使陽極表面生成Fe₂O₃膜而“鈍化”。寫出產生O₂的電極反應方程式：           。

（3）FeO₄^2—易與水4h生成絮狀氫氧化鐵，也會影響高鐵酸鹽的產率。若以鐵絲網為陽極，在中間環節（對應圖中4h后）過濾掉氫氧化鐵，反應過程中FeO₄^2—濃度以及電流效率隨時間的變化如圖1中實線所示（圖中曲線是每隔1h測得的數據）。圖中虛線部分對應于沒有過濾氫氧化鐵而連續電解的情況。下列判斷正確的是    (填編號)

        ①過濾：掉氫氧化鐵有利于獲得較高濃度的高鐵酸鹽溶液

        ②過濾掉氫氧化鐵對電流效率影響不大

        ③實驗表明不過濾掉氫氧化鐵，6h后電流效率幾乎為0

（4）在相同的pH條件下，經過相同的反應時間，高鐵酸鹽的產率與溫度關系如圖2。

隨溫度升高，高鐵酸鹽產率先增大后減小的原因是           。

（5）人們還對用鐵的氧化物作電極制備高鐵酸鹽進行了研究，例如以磁鐵礦多孔電極制備高鐵酸鹽，該研究方向的價值有           （至少答一點）。

 

Answer 1

【答案】

 

【解析】