Question

【题目】高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

湿法	强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：

①反应I的化学方程式为 。

②反应II的离子方程式为 。

③进行溶解，沉淀、洗涤这些操作的共同目的是 。

（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为________________。

（3）湿法、干法制备K2FeO4的反应中均利用的是+3价Fe元素的 性质。

（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，下图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有 。

Answer 1

【答案】（1）①2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O；②3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③使得到的高铁酸钠转化为高铁酸钾并进一步提纯；（2）高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒；产生的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用；（3）还原性；（4）放电时间长，工作电压稳定。

【解析】试题分析：（1）①湿法制法：根据信息，强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成高铁酸盐，因此反应I制取NaClO，其反应方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；②根据信息和反应II，Fe3＋＋ClO－→FeO42－＋Cl－，根据化合价升降法配平，2Fe3＋＋3ClO－→2FeO42－＋3Cl－，湿法制取高铁酸盐，环境是强碱性，OH－作反应物生成H2O，根据所带电荷数和原子守恒进行配平，3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；③反应中生成的是高铁酸钠，而产品是高铁酸钾，因此溶解、沉淀、洗涤这些操作的共同的目的是使得到的高铁酸钠转化为高铁酸钾并进一步提纯；（2）高铁酸钾中＋6价铁，具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物是Fe3＋，Fe3＋水解成氢氧化铁胶体，可以吸附水中的颗粒，达到净水的目的，因此：高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒；产生的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用；（3）＋3价铁转化成＋6价铁，化合价升高被氧化，因此具有还原性；（4） 放电时间长，工作电压稳定。