Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑．
（1）FeO₄^2-與水反應的方程式為：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂，K₂FeO₄在處理水的過程中所起的作用是

殺菌消毒

和

吸附懸浮物

．
（2）將適量K₂FeO₄配制成c（FeO₄^2-）=1.0×10^-3mol?L^-1（1.0mmol?L^-1）的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，測定c（FeO₄^2-）的變化，結果見圖Ⅰ．題（1）中的反應為FeO₄^2-變化的主反應，該反應的△H

＞

0．
（3）FeO₄^2-在水溶液中的存在形態如圖Ⅱ所示．下列說法正確的是

BD

（填字母）．
A．不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態
B．改變溶液的pH，當溶液由pH=10降至pH=4的過程中，HFeO₄^-的分布分數先增大后減小
C．向pH=8的這種溶液中加KOH溶液，發生反應的離子方程式為：H₂FeO₄+OH^-=HFeO₄^-+H₂O
D．pH約為2.5 時，溶液中H₃FeO₄⁺和HFeO₄^-比例相當
（4）HFeO₄^-?H⁺+FeO₄^2-的電離平衡常數表達式為K=

c(H+)．c(FeO42-)

c(HFeO4-)

，其數值接近

C

（填字母）．
A．10^-2.5；B．10^-6；C．10^-7；D．10^-10
（5）25℃時，CaFeO₄的K_sp=4.536×10^-9，若要使100mL，1.0×10^-3mol?L^-1的K₂FeO₄溶液中的c（FeO₄^2- ）完全沉淀，理論上至少要加入的Ca（OH）₂的物質的量為

4.536×10^-5

mol，[完全沉淀后溶液中殘留的c（FeO₄^2- ）為

1×10^-5mol/L

．

Answer 1

分析：（1）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用；
（2）溫度越高，相同時間內FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小；溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應；
（3）根據圖象的內容來分析圖象所描述的意義；
（4）平衡常數等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（5）根據溶度積常數計算．

解答：解：（1）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用；
故答案為：殺菌消毒、吸附懸浮物；
（2）由圖1數據可知，溫度越高，相同時間內FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應；
故答案為：＞；
（3）A、不同PH值時，溶液中鐵元素的存在形態及種數不相同，比如在PH值等于6時，就只有兩種形態，故A錯誤；
B．根據圖片知，改變溶液的pH，當溶液由pH=10降至pH=4的過程中，HFeO₄^-的分布分數先增大后減小，故正確；
C．向pH=8的這種溶液中加KOH溶液，發生反應的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，故錯誤；
D．根據圖片知pH約為2.5 時，溶液中H₃FeO₄⁺和HFeO₄^-比例相當，故正確；
故選BD；
（4）HFeO₄^-?H⁺+FeO₄^2-的電離平衡常數表達式為K=

c(H+)．c(FeO42-)

c(HFeO4-)

，根據圖象知，等HFeO₄^-和FeO₄^2-
濃度相等時，溶液中氫離子濃度接近中性，所以K接近10^-7，
故答案為：

c(H+)．c(FeO42-)

c(HFeO4-)

，C；
（5）25℃時，CaFeO₄的K_sp=4.536×10^-9，若要使100mL1.0×10^-3mol?L^-1的K₂FeO₄溶液中的c（FeO₄^2- ）完全沉淀，理論上至少要加入的Ca（OH）₂的物質的量=

KSP

c(FeO42-)

×0.1L=

4.536×10-9

1.0×10-5

mol/L×0.1L=4.536×10^-5，[完全沉淀后溶液中殘留的c（FeO₄^2- ）為 1×10^-5mol/L，
故答案為：4.536×10^-5，1×10^-5mol/L．

點評：本題考查了溶度積常數、電離平衡等知識點，難度中等，難點是溶度積常數的有關計算，當溶液中離子濃度為1×10^-5mol/L時認為離子完全沉淀，為易錯點．