【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng),無(wú)二次污染。工業(yè)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(yīng)為:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。

①該反應(yīng)中的還原劑是_______,該反應(yīng)每生成1 mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移_____ mol電子。

②簡(jiǎn)要說(shuō)明K2FeO4作為水處理劑時(shí),在水處理過(guò)程中所起的作用:一是K2FeO4氧化性強(qiáng),可以消毒殺菌;二是__________________。

(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應(yīng)體系中有六種微粒:Fe(OH)3、ClO、OH、FeO、Cl、H2O。

①寫(xiě)出并配平濕法制備高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式:_____________________。

②若反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.3 mol電子,則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為________

③低溫下,向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和,可析出高鐵酸鉀(K2FeO4),說(shuō)明了什么問(wèn)題______________________

【答案】 FeSO4Na2O2 5 消毒過(guò)程中FeO被還原成Fe3,F(xiàn)e3水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì) 2Fe(OH)3+3ClO+4OH===2FeO+3Cl+5H2O 0.15_mol 該溫度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小

【解析】(1)該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?/span>+6價(jià)、O元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)、-2價(jià),①失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑,所以FeSO4、Na2O2是還原劑(部分Na2O2是氧化劑);根據(jù)Na2FeO4和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式知,每生成l mol Na2FeO4 ,F(xiàn)e元素轉(zhuǎn)移電子為4mol、O元素轉(zhuǎn)移電子為1mol,總轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol;或反應(yīng)中每5molNa2O2作氧化劑,轉(zhuǎn)移10mol電子,生成2mol Na2FeO4,每生成l mol Na2FeO4 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol;②K2FeO4中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià),具有強(qiáng)氧化性,且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體,膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì),故:消毒過(guò)程中FeO42―被還原成Fe3,F(xiàn)e3水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)。(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)時(shí),Fe(OH)3失電子被氧化生成K2FeO4,則ClO作氧化劑被還原生成Cl,氫氧化鐵必須在堿性條件下存在,所以該反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行,該離子反應(yīng)為2Fe(OH)3+3ClO+4OH═2FeO42-+3Cl+5H2O;②從2Fe(OH)3+3ClO+4OH═2FeO42-+3Cl+5H2O,每有3molClO-反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子,若反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.3 mol電子,則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為0.15mol;③向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和,可析出高鐵酸鉀(K2FeO4),說(shuō)明:該溫度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。

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