高鐵酸鉀（K2FeO4）是鐵的一種重要化合物，具有極強的氧化性。
（1）將適量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3mol·L－的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，測定c(FeO42－)隨時間變化的結(jié)果如圖1所示。
該實驗的目的是_______________________；FeO42－發(fā)生反應(yīng)的△H____________0（填“＞”“＜”或“＝”）
（2）將適量K2FeO4分別溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3 mol·L－的試樣，靜置，考察不同初始pH的水溶液對K2FeO4某種性質(zhì)的影響，其變化圖像見圖2，800min時，在pH=11.50的溶液中，K2FeO4的濃度比在pH=4.74的溶液中高，主要原因是______________。
（3）電解法是工業(yè)上制備K2FeO4的一種方法。以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽極溶液中加入KOH，即在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K2FeO4），說明           。電解時陽極發(fā)生反應(yīng)生成FeO42－，該電極反應(yīng)式為______________。
（4）與MnO2—Zn電池類似，K2FeO4—Zn也可以組成高鐵電池，K2FeO4在電池中作正極材料，其電極反應(yīng)式為FeO42－+3eˉ+4H2O→Fe(OH)3+5OHˉ，則該電池總反應(yīng)的離子方程式為_______________。圖3為高鐵酸鉀電池和高能堿性電池放電曲線，由此可得出的高鐵酸鉀電池的優(yōu)點有_______________________、________________________。

（1）探究溫度對FeO42－影響（溫度越高，高鐵酸鉀越不穩(wěn)定），＞（各2分）
（2）pH=11.50時溶液中OHˉ離子濃度大，不利于K2FeO4與水的反應(yīng)正向進行。    （2分）
（3）同溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小 （2分）
Fe+8OHˉ－6eˉ= FeO42－+4H2O （2分）
（4）3Zn+2FeO42－+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OHˉ    （2分）
放電時間長、工作電壓穩(wěn)定   （各1分）

解析試題分析：（1）由圖1數(shù)據(jù)可知，溫度越高，相同時間內(nèi)FeO42－濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO42－濃度越小，溫度越高FeO42－濃度越小，正向反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
故答案為：溫度越高，高鐵酸鉀越不穩(wěn)定（或溫度越高，高鐵酸鉀與水反應(yīng)的速率越快）；＞
（2）由圖2數(shù)據(jù)可知，溶液pH越小，相同時間內(nèi)FeO42－濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO42－濃度越�。哞F酸鉀在水中的反應(yīng)為4FeO42－+10H2O4Fe(OH)3 +8OH－+3O2↑，pH=11.50的溶液中OH－離子濃度大，使上述平衡向左移動，F(xiàn)eO42－濃度增大，不利于K2FeO4與水的反應(yīng)正向進行；
故答案為：pH=11.50的溶液中OH－離子濃度大，使上述平衡向左移動，不利于K2FeO4與水的反應(yīng)正向進行；
（3）以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽極溶液中加入KOH，即在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K2FeO4），說明同溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度��；陽極是鐵失電子在堿性溶液中發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO42－；電極反應(yīng)為：Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO42－+4H2O；
故答案為：同溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度�。籉e+8OHˉ-6eˉ=FeO42－+4H2O；
（4）原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為：①FeO42－+3eˉ+4H2O→Fe(OH)3 +5OHˉ；負極電極反應(yīng)為：②Zn-2e－+2OH－=Zn(OH)2；依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒，①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為：3Zn+2FeO42－+8H2O=3Zn(OH)2 +2Fe(OH)3 +4OHˉ；由圖3知高鐵電池比高能堿性電池放電時間長，工作電壓穩(wěn)定；
故答案為：3Zn+2FeO42－+8H2O=3Zn(OH)2 +2Fe(OH)3 +4OHˉ；放電時間長，工作電壓穩(wěn)定；
考點：電解原理；化學(xué)平衡的影響因素

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

下圖是一個化學(xué)過程的示意圖，回答下列問題：

（1）甲池是          裝置，電極A的名稱是           。
（2）甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為               ，乙裝置中B(Ag)的電極反應(yīng)式為           ，丙裝置中D極的產(chǎn)物是                        （寫化學(xué)式），
（3）一段時間，當(dāng)丙池中產(chǎn)生112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體時，均勻攪拌丙池，所得溶液在25℃ 時的pH =__________。（已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500 mL）。
若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中通入             （寫化學(xué)式）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。

（1）為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________(填字母)。

A．銅 B．鈉
C．鋅 D．石墨
（2）圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的________極。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（1）事實證明，能設(shè)計成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是            。(填字母)
A．C(s)+CO2(g)="2CO(g)" △H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) △H<0
C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)△H<0
（2）以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)（1）中所選反應(yīng)設(shè)計一個原電池，     其正極的電極反應(yīng)式為：                。
（3）利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護。 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)該置于     （填M或者N）處，此時溶液中的陰離子向         極(填X或鐵)移動。若X為鋅，開光K置于M處，該電化學(xué)防護法稱為：            。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

某課外興趣小組用下圖裝置進行實驗，試回答：

（1）若開始時開關(guān)K與a連接，則A電極反應(yīng)式為_____________________。
（2）若開始時開關(guān)K與b連接，這種方法經(jīng)常用于金屬的防護，這種防護措施叫做                ，
則B電極反應(yīng)式為______________________。開關(guān)K與b連接，鐵和石墨棒互換位置即可制得白色的較純凈Fe(OH)2沉淀，則鐵電極反應(yīng)式為                  。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

某廠廢水中含量金屬Cr3+（含有少量Fe3+、Cu2+）。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到重鉻酸鉀。某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示：

已知：①沉淀完全，而在pH≥3.2時
Fe（OH）3沉淀完全。
②CrO2—4在酸性環(huán)境中發(fā)生：
回答下列問題：
（1）濾渣的成分是        。（寫化學(xué)式）
（2）寫出第③步反應(yīng)的離子方程式           。
（3）分離出含[Cr（OH）4]—的溶液需要的玻璃儀器有             。
（4）目前一種采用以鉻酸鉀為原料，電化學(xué)法制備重要鉻酸鉀的實驗裝置示意圖如下：

電解一段時間后，測定陽極液中K元素和Cr元素的含量，若K元素與Cr元素的物質(zhì)的量之比為d，則此時的鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為         。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示：
Ⅰ.將黃銅礦精礦（主要成分為CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎
Ⅱ.采用如下裝置進行電化學(xué)浸出實驗

將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū)，恒速攪拌，使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣，并加入少量催化劑。
Ⅲ.一段時間后，抽取陰極區(qū)溶液，向其中加入有機萃取劑（RH）發(fā)生反應(yīng)：
2RH（有機相）+ Cu2+（水相）R2Cu（有機相）+ 2H＋（水相）
分離出有機相，向其中加入一定濃度的硫酸，使Cu2+得以再生。
Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。
（1）黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng)：
CuFeS2 + 4H＋ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S    2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H＋
① 陽極區(qū)硫酸鐵的主要作用是       。
② 電解過程中，陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變，原因是       。
（2）陰極區(qū)，電極上開始時有大量氣泡產(chǎn)生，后有固體析出，一段時間后固體溶解。寫出上述現(xiàn)象對應(yīng)的反應(yīng)式       。
（3）若在實驗室進行步驟Ⅲ，分離有機相和水相的主要實驗儀器是       ；加入有機萃取劑的目的是       。
（4）步驟Ⅲ，向有機相中加入一定濃度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是       。
（5）步驟Ⅳ，若電解200mL0.5 mol/L的CuSO4溶液，生成銅3.2 g，此時溶液中離子濃度由大到小的順序是       。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。

(1) A中反應(yīng)的離子方程式為                              。
(2)B中Sn極的電極反應(yīng)式為                             。Sn極附近溶液的c       （填 “變大”“變小”或“不變”）。
(3)C中被腐蝕的金屬是       ，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為
                                   ，比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率,由快到慢的順序為            (填序號)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

（15分）為了減少煤燃燒對大氣造成的污染，煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO2氣體的排放也是人類面臨的重大課題。煤綜合利用的一種途徑如下所示：

（1）用如圖[（1）小題圖]所示裝置定量檢測過程①產(chǎn)生的CO2（已知：煤粉燃燒過程中會產(chǎn)生SO2）B中預(yù)期的實驗現(xiàn)象是　　　           ，D中的試劑是　　　　                 。
        
（2）已知① C(s) + H2O(g) =  CO(g) + H2 (g)  ； ΔH1 =" +131.3" kJ·mol-1
② C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g)��；ΔH2 =" +90" kJ·mol-1
　則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是　　　　　　　　　 。
（3）用（3）小題圖裝置可以完成⑤的轉(zhuǎn)化，同時提高能量的利用率。其實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式主要是由　　 　　　能轉(zhuǎn)化為             能，a的電極反應(yīng)式是　　 　　　　         。
（4）燃煤煙氣中的CO2可用稀氨水吸收，不僅可以減少CO2的排放，也可以生產(chǎn)化肥碳酸氫銨。假設(shè)該方  法每小時處理含CO2的體積分數(shù)為11.2%的燃煤煙氣 1000 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，其中CO2的脫除效率為80%，則理論上每小時生產(chǎn)碳酸氫銨　               　　kg。

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同步練習(xí)冊答案