Question

高鐵酸鉀(K₂FeO₄)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。其生產工藝流程如下：

請同答下列問題：
(l)寫出向KOH溶液中通入足量Cl₂發生反應的離子方程式_______ 。
（2）在溶液I中加入KOH固體的目的是______（填編號）。

A．為下一步反應提供堿性的環境

B．使KClO3轉化為KClO

C．與溶液I中過量的Cl2繼續反應，生成更多的KClO

D．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率

（3）從溶液Ⅱ中分離出K₂FeO₄后，還會有副產品KNO₃，KCl,則反應③中發生的離子反應方程式為_______。每制得59.4克K₂FeO₄，理論上消耗氧化劑的物質的量為____ mol。
（4）高鐵酸鉀(K₂FeO₄)作為水處理劑的一個優點是能與水反應生成膠體吸附雜質，配平該反應的離子方程式：_______ FeO₄^2－+_______ H₂O="_______" Fe(OH)₃（膠體）+_______O₂↑+_______OH^－。
（5）從環境保護的角度看，制備K₂FeO₄較好的方法為電解法，其裝置如圖所示。電解過程中陽極的電極反應式為________。

（6）高鐵電池是一種新型二次電池，電解液為堿溶液，其反應式為：3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH-----3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O,放電時電池的負極反應式為________ 。

Answer 1

（1）2OH^-+Cl₂=ClO^-+Cl^-+H₂O （2） AC     （3） 2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O   0.45
（4） 4FeO₄^2- +10H₂O4Fe(OH)₃ (膠體) +3O₂↑+8 OH^-       （5） Fe+8OH^—6e-= FeO₄^{2- -}+4H₂O
（6）Zn+2OH^—2e^-=Zn(OH)₂或Zn+2OH=Zn(OH)₂+2e^-。

解析試題分析：(l) KOH溶液與足量Cl₂發生反應的離子方程式為2OH^-+Cl₂=ClO^-+Cl^-+H₂O。（2）在溶液I中加入KOH固體的目的是為下一步反應提供堿性的環境；與溶液I中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO。故選項為A. C．（3） 反應③中發生的離子反應方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+ Cl^-+5H₂O .在方程式中每產生2mol的FeO₄^2-轉移電子6mol.消耗氧化劑3mol.現在n(K₂FeO₄)= 59.4g÷198g/mol=0.3mol所以消耗氧化劑的物質的量為3÷2×0.3mol=0.45mol.（4） 高鐵酸鉀(K₂FeO₄)水解的離子方程式為4FeO₄^2- +10H₂O  4Fe(OH)₃ (膠體) +3O₂↑+8 OH^-（5） 電解法是制備K₂FeO₄較好的方法，Fe作陽極，電極反應為Fe+8OH^—6e^-= FeO₄^2- +4H₂O，石墨作陰極，電極反應為：O₂+ 2H₂O+4e-=4OH^—.（6）高鐵電池放電時電池的負極反應式為Zn+2OH^—2e^-=Zn(OH)₂。
考點：考查新型多功能水處理劑高鐵酸鉀(K₂FeO₄)的制法、原理、電子轉移及高鐵電池等反應原理的知識。