Question

目前，新能源不断被利用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向。
（1）高铁酸钾－锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是     。
（2）工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾（K₂FeO₄），K₂FeO₄在碱性环境中稳定，在中兴和酸性条件下不稳定。反应原理为：
Ⅰ在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO₃)₃制得Na₂FeO₄
3NaClO + 2Fe(NO₃)₃ + 10NaOH＝2Na₂FeO₄↓+ 3NaCl + 6NaNO₃ + 5H₂O
Ⅱ Na₂FeO₄与KOH反应生成K₂FeO₄：Na₂FeO₄ + 2KOH＝K₂FeO₄ + 2NaOH
主要的生产流程如下：

①写出反应①的离子方程式                                                 。
②流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下K_sp（K₂FeO₄）     K_sp（Na₂FeO₄）（填“＞”或“＜”或“＝”）。
（3）已知K₂FeO₄在水溶液中可以发生：4FeO₄^2—＋10H₂O4Fe(OH)₃↓＋8OH^—+3O₂↑,则K₂FeO₄可以在水处理中的作用是                                           。
（4）FeO₄^2—在水溶液中的存在形态图如图所示。

①若向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数的变化情况是               。
②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，       转化为       （填化学式）。

Answer 1

（1）Zn（1分）；
（2）①Cl₂+2OH^—＝Cl^—+ClO^—+H₂O（2分）②＜（2分）；
（3）杀菌消毒（1分），净化（1分）；
（4）①先变大，后变小（2分）②HFeO₄^-转化为FeO₄^2—（2分）。

解析试题分析：
（1）高铁酸钾－锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，根据电池的形成条件，其中高铁酸钾为正极材料得电子；负极失电子的是锌，故电池负极材料是Zn；
（2）①分析反应①是将氯气通入到氢氧化钠溶液中，其离子方程式为：Cl₂+2OH^—＝Cl^—+ClO^—+H₂O；②反应③是：Na₂FeO₄ + 2KOH＝K₂FeO₄ + 2NaOH，其能在某低温下进行的，说明此温度下K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄）；
（3）由于K₂FeO₄在水溶液中可以发生：4FeO₄^2—＋10H₂O4Fe(OH)₃↓＋8OH^—+3O₂↑，故K₂FeO₄在水处理中起到了杀菌消毒的作用；生成的胶状氢氧化铁还有净化作用；
（4）①分析FeO₄^2—在水溶液中的存在形态图，可知在pH由10变化到2时，HFeO₄^-的分布分数是先变大，后变小；②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中HFeO₄^-转化为FeO₄^2—。
考点：考查了电化学、水溶液中的离子平衡、离子反应和氧化还原反应等知识。