Question

（2011?江苏模拟）[化学--选修化学与技术]
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．
（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

2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O

．
②反应Ⅱ的离子方程式为

3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O

．
③加入饱和KOH溶液的目的是

增大K⁺浓度，促进K₂FeO₄晶体析出

．
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为

高铁酸钾有强氧化性

、

能杀菌消毒

，

在水中被还原生成Fe（OH）₃胶体

、

有吸附性起净水作用

．
（3）干法制备K₂FeO₄的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为

3﹕1

．
（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，右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

放电时间长

，

工作电压稳定

．

Answer 1

分析：（1）根据物质的性质写出方程式，反应Ⅰ：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，反应Ⅱ：
3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，加入饱和KOH溶液可以增大K⁺的浓度，使平衡向右移动
（2）高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中生成的Fe（OH）₃胶体，有吸附性
（3）根据化合价的升降来判断，化合价升高的为还原剂，化合价降低的为氧化剂，并根据化学计量数来分析氧化剂和还原剂的比例
（4）由图可知高铁电池比高能碱性电池放电时间长，工作电压稳定．

解答：解：（1）①反应Ⅰ为复分解反应，方程式为：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O；
②反应Ⅱ为氧化还原反应，+3价铁被氧化成+6价铁，+1价的氯被氧化为-1价，方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
③NaFeO₄+KOH?KFeO₄+NaOH，加入饱和KOH溶液可以增大K⁺的浓度，使平衡向右移动，析出晶体，
故答案为：增大K⁺浓度，促进K₂FeO₄晶体析出；
（2）高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe（OH）₃胶体，有吸附性，
故答案为高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe（OH）₃胶体、有吸附性起净水作用；
（3）干法制备K2FeO4的反应的方程式为：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，N元素化合价降低，是氧化剂，铁的化合价降低，是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3﹕1，
故答案为：3﹕1；
（4）由图可知高铁电池比高能碱性电池放电时间长，工作电压稳定，
故答案为：放电时间长、工作电压稳定．

点评：实验方案设计与评价是高考不变的一个题型，每年高考必考，是热点题型、也是高考难点之一．本题主要考查了氧化还原反应和离子反应方程式的书写、化学平衡的移动、胶体的净水原理．重点是利用化合价的升价和化学计量数判断氧化剂和还原剂的比例．