Question

2．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比C1₂、O₂、C1O₂、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）干法制備高鐵酸鈉的主要反應為2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，該反應中的還原劑是FeSO₄、Na₂O₂，每生成l mol Na₂FeO₄轉移5mol電子．
（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的離子反應方程式：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
②每生成1mol FeO₄^2-轉移3mol電子，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），說明什么問題該溫度下，K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度更小．

Answer 1

分析 （1）所含元素化合價升高的反應物是還原劑，反應中化合價升高的元素有Fe、O元素，計算生成氧氣物質的量，再根據Fe元素、O元素化合價變化計算轉移電子；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），則FeO₄^2-為產物，Fe（OH）₃為反應物，化合價升高總共3價，由電子轉移守恒可知，ClO^-為反應物，Cl^-為生成物，化合價降低共2將，化合價升降最小公倍數為6，故Fe（OH）₃的系數為2，FeO₄^2-的系數為2，ClO^-的系數為3，Cl^-的系數為3，根據電荷守恒可知，OH^-為反應物，系數為4，由元素守恒可知H₂O為生成物，其系數為5；
②根據Fe元素化合價變化計算轉移電子，還原產物為Cl^-，根據Cl元素化合價變化計算生成Cl^-的物質的量；
③由溶解度大的轉化生成溶解度更小的物質．

解答 解：（1）所含元素化合價升高的反應物是還原劑，反應中化合價升高的元素有Fe、O元素，故還原劑為FeSO₄、Na₂O₂，由方程式可知，每生成l mol Na₂FeO₄同時生成0.5mol氧氣，則轉移電子為1mol×（6-2）=0.5mol×2×[0-（-1）]=5mol，
故答案為：FeSO₄、Na₂O₂；5；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），則FeO₄^2-為產物，Fe（OH）₃為反應物，化合價升高總共3價，由電子轉移守恒可知，ClO^-為反應物，Cl^-為生成物，化合價降低共2將，化合價升降最小公倍數為6，故Fe（OH）₃的系數為2，FeO₄^2-的系數為2，ClO^-的系數為3，Cl^-的系數為3，根據電荷守恒可知，OH^-為反應物，系數為4，由元素守恒可知H₂O為生成物，其系數為5，離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②反應中Fe元素化合價變化由+3價升高為+6，故每生成1mol FeO₄^2-轉移電子，1mol×（6-3）=3mol，還原產物為Cl^-，若反應過程中轉移了0.3mol電子，則還原產物的物質的量為$\frac{0.3mol}{1-（-1）}$=0.15mol，
故答案為：3；0.15；
③該溫度下，K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度更小，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K₂FeO₄），
故答案為：該溫度下，K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄的溶解度更小．

點評 本題考查氧化還原反應計算與配平、物質的分離提純等，（1）為易錯點，注意根據元素化合價理解．