Question

6．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑．
（1）請完成FeO₄^2-與水反應的離子方程式：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．K₂FeO₄在處理水的過程中所起的作用是殺菌消毒和吸附懸浮物．
（2）將適量K₂FeO₄配制成c（FeO₄^2-）=1.0mmol•L^-1的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，測定c（FeO₄^2-）的變化，結果見圖Ⅰ．第（1）題中的反應為FeO₄^2-變化的主反應，則溫度對該反應的反應速率和平衡移動的影響是溫度升高，反應速率加快，平衡向正反應方向移動；發生反應的△H＞0．

（3）FeO₄^2-在水溶液中的存在形態如圖Ⅱ所示．下列說法正確的是B（填字母）．
A．不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態
B．向pH=2的這種溶液中加KOH溶液至pH=10，HFeO₄^-的分布分數先增大后減小
C．向pH=8的這種溶液中加KOH溶液，發生反應的離子方程式為：H₂FeO₄+OH^-═HFeO₄^-+H₂O
（4）H₂FeO₄═H⁺+HFeO₄^-的電離平衡常數表達式為K=$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$．

Answer 1

分析 （1）根據元素守恒和化合價的變化分析；高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用；
（2）溫度越高，相同時間內FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小；溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應；
（3）根據圖象的內容來分析圖象所描述的意義；
（4）平衡常數等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比．

解答 解：（1）根據元素守恒可知未知產物應含氧元素，反應中Fe元素化合價降低，則氧元素化合價升高，所以產物為氧氣，根據原子守恒可知為3O₂；高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強的氧化性，是一種優良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用；
故答案為：3O₂↑；殺菌消毒、吸附懸浮物；
（2）由圖1數據可知，溫度越高，相同時間內FeO₄^2-濃度變化越快，高鐵酸鉀溶液平衡時FeO₄^2-濃度越小，溫度越高FeO₄^2-濃度越小，正向反應是吸熱反應；
故答案為：溫度升高，反應速率加快，平衡向正反應方向移動；＞；
（3）A、不同PH值時，溶液中鐵元素的存在形態及種數不相同，比如在PH值等于6時，就只有兩種形態，故A錯誤；
B．根據圖片知，改變溶液的pH，當溶液由pH=2變化至pH=10的過程中，HFeO₄^-的分布分數先增大后減小，故正確；
C．向pH=8的這種溶液中加KOH溶液，發生反應的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，故C錯誤；
故答案為：B；
（4）HFeO₄^-?H⁺+FeO₄^2-的電離平衡常數表達式為K=$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$，故答案為：$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$．

點評 本題考查了缺項方程式的配平、電離平衡、溫度對平衡的影響等知識點，題目難度中等，注意對圖象的分析是解題的關鍵．