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）干法制備高鐵酸鉀的主要反應為：
2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
①該反應中的氧化劑是       ，還原劑是       。每生成1molNa₂FeO₄，轉移        mol電子；
②簡要說明K2FeO4作為水處理劑時所起的作用。                               
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應體系中有六種微粒：Fe(OH)₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O。
①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀反應的離子方程式                               ；
②若反應過程中轉移了0．3mol電子，則還原產物的物質的量為                       。
（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)，試分析原因。                                                              。

Answer 1

（１）①Na₂O₂(1分）Na₂O₂和FeSO₄(1分）5（2分）
②高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe₃₊,Fe₃₊水解生成Fe(OH)₃膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降（2分）
（２）{1}2Fe(OH)₃+3ClO^-+4OH-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O（2分）
{2}0．15mol（1分）
（３）該溫度下K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度小（1分）

試題分析：（1）干①元素化合價降低的物質是氧化劑：故為Na₂O₂，還原劑是Na₂O_2，FeSO₄。根據化合價降低總數判斷可知每生成1molNa2FeO4，轉移5mol電子；②高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe₃₊,Fe₃₊水解生成Fe(OH)₃膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降，因此K2FeO4作為水處理劑。（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應體系中有六種微粒：Fe(OH)₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O。①根據化合價有升必有降找出反應物和生成物，故濕法制高鐵酸鉀反應的離子方程式2Fe(OH)₃+3ClO^-+4OH-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；②根據該離子方程式，可判斷出若反應過程中轉移了0．3mol電子，則還原產物的物質的量為0．15mol。（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)，在溶液中發生了離子的交換使物質的溶解性發生了改變，可能的原因是該溫度下K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度小。