Question

高鐵酸鉀（K2FeO4）有強(qiáng)氧化性，是一種安全性很高的水處理劑。

（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價是????? ，它可以將廢水中的亞硝酸鉀（KNO2）氧化，同時生成具有吸附性的Fe(OH)3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為???????????????? 。

（2）某學(xué)習(xí)小組用廢鐵泥（主要成分為Fe3O3、FeO、CuO和少量Fe）制備高鐵酸鉀的流程如下：

①操作Ⅰ要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，其原因是??????????? 。

②溶液A中含有的金屬陽離子是????????????? 。

③25℃時，若將溶液B中的金屬離子完全沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)c(H+)小于?????? 。（已知：i. Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39、Ksp[Fe(OH)2] =4.0×10-17、Ksp[Cu(OH)2] =1.6×10-20；ii. 溶液中離子濃度小于10-5 mol·L-1時，可視為沉淀完全。）

④該小組經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，得到如圖結(jié)果，他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>???????????????? 。

（3）高鐵酸鉀還可以用電解法制取，電解池以鐵絲網(wǎng)為陽極，電解液使用氫氧化鉀溶液，其陽極反應(yīng)式為??????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）+6 （2分）?? ? 2 K2FeO4 + 3KNO2 +5H2O = 2 Fe(OH)3+3KNO3 + 4KOH （3分）

（2） ①反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物有毒 （2分）

②Fe3+、Cu2+ （2分）

③2.5×10－7? mol·L－1? （2分）

④探究高鐵酸鉀的生成率隨溫度、硝酸鐵的質(zhì)量濃度的變化關(guān)系（2分）

（3）Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O （3分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化合價代數(shù)和為零計(jì)算得出；（2）①硝酸被還原為NO、NO2等有毒氣體污染空氣故應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；②硝酸過量，鐵元素應(yīng)生成Fe3+，銅為Cu2+；③操作Ⅱ使Fe3+沉淀，而Cu2+不沉淀留在溶液中，若使B溶液中銅離子沉淀完全，則有，Ksp[Cu(OH)2] = c2(OH-)×c(Cu2+)=1.6×10-20? c2(OH-)=1.6×10-20÷10-5???

c(OH-)=4×10-8 mol·L－1

c(H+)=.5×10－7 mol·L－1?

當(dāng)氫離子濃度大于等于.5×10－7 mol·L－1時可以認(rèn)為氫氧化銅沉淀完全；

④實(shí)驗(yàn)需要的是產(chǎn)物的生成率（縱坐標(biāo)），另外還有兩個變量分別是溫度和反應(yīng)物的濃度，顯然是探究高鐵酸鉀的生成率隨溫度、硝酸鐵的質(zhì)量濃度的變化關(guān)系；

（3）活潑金屬鐵為陽極，鐵失去電子生成FeO42-，介質(zhì)為堿性，電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。

考點(diǎn)：考查實(shí)驗(yàn)操作與原理分析有關(guān)問題。