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    高铁酸钾为暗紫色有光泽粉末，极易溶于水而成浅紫红色溶液，静置后会分解放出氧气．高铁酸钾具有强氧化性，为一种新型非氯高效消毒剂，也是一种新型的绿色环保水处理材料，主要用于饮水处理．某化学兴趣小组欲制备高铁酸钾，并查阅了大量的资料，发现制备高铁酸钾的方法有多种．
    Ⅰ电解法  用石墨和铁丝网为电极，采用10V的直流电源，电解浓氢氧化钾溶液，电解约8小时左右，得到约5%高铁酸钾溶液，经提纯后得到高铁酸钾固体．
    Ⅱ化学氧化法    实验室制备过程如下：
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    回答下列问题：
    （1）电解法制高铁酸钾时，
     
    作阴极（填“石墨”或“铁丝网”），阳极的电极反应为
     
    ．
    （2）化学氧化法时
    ①碱性次氯酸钾溶液，分多次加入硝酸铁原因：
     
    ，涉及到的离子方程式：
     
    ．
    ②高铁酸钾是一种新型的绿色环保水处理材料，主要用于饮水处理．用所学的知识解释处理水的原因：
     
    ．
    （3）简单说明化学氧化法的缺点：
     
    ．
    分析：（1）依据题干信息可知电解过程中需要铁反应失电子生成高铁酸钾，所以铁做阳极，石墨做阴极，依据生成产物和电子守恒、电荷守恒写出电极反应；
    （2）①反应是放热反应，次氯酸盐受热分解分析，反应是次氯酸根离子在碱性溶液中氧化铁离子为高铁酸根离子；
    ②依据高铁酸钾净水是利用高铁酸钾的氧化性被还原为铁离子在水溶液中形成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
    （3）流程分析步骤多操作复杂；
    解答：解：（1）电解过程中需要铁反应失电子生成高铁酸钾，所以铁做阳极，石墨做阴极，阳极的电极反应为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
    故答案为：石墨； Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
    （2）①碱性次氯酸钾溶液，分多次加入硝酸铁原因是氧化还原反应是放热反应，次氯酸盐易分解，分次加入可控制反应体系温度，以免次氯酸盐分解；离子方程式是次氯酸在碱性溶液中氧化铁离子生成高铁酸根离子，反应的离子方程式为：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；
    故答案为：反应为放热反应，分多次加入可控制反应体系温度，以免次氯酸盐分解．3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；
    ②高铁酸钾净水是利用高铁酸钾的氧化性被还原为铁离子在水溶液中形成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
    故答案为：FeO42-被还原成Fe3+并水解生成Fe（OH）3胶体，Fe（OH）3胶体具有吸附性，能吸附水中的微细悬浮物，达到净水的作用．
    （3）依据流程图分析可知反应过程和流程操作较复杂，不宜操作；
    故答案为：操作较复杂；
    点评：本题考查了电极原理的应用，氧化还原反应的离子方程式书写和产物判断，离子性质的掌握和判断是解题关键，题目难度中等．
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    高铁酸钾（K2FeO4）是铁的一种重要化合物，具有极强的氧化性．

    （1）将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO42-）=1.0×10-3mol?L-的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO42-）随时间变化的结果如图1所示．
    该实验的目的是
    探究温度对FeO42-影响（温度越高，高铁酸钾越不稳定）
    探究温度对FeO42-影响（温度越高，高铁酸钾越不稳定）
    ；FeO42-发生反应的△H
    ＞
    ＞
    0（填“＞”“＜”或“=”）
    （2）将适量K2FeO4分别溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中，配制成c（FeO42-）=1.0×10-3 mol?L-的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，其变化图象见图2，800min时，在pH=11.50的溶液中，K2FeO4的浓度比在pH=4.74的溶液中高，主要原因是
    pH=11.50时溶液中OHˉ离子浓度大，不利于K2FeO4与水的反应正向进行
    pH=11.50时溶液中OHˉ离子浓度大，不利于K2FeO4与水的反应正向进行
    ．
    （3）电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法．以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH，即在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明
    同温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
    同温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
    ．电解时阳极发生反应生成FeO42-，该电极反应式为
    Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO42-+4H2O
    Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO42-+4H2O
    ．
    （4）与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成高铁电池，K2FeO4在电池中作正极材料，其电极反应式为FeO42-+3eˉ+4H2O→Fe（OH）3+5OHˉ，则该电池总反应的离子方程式为
    3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OHˉ
    3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OHˉ
    ．如图3为高铁酸钾电池和高能碱性电池放电曲线，由此可得出的高铁酸钾电池的优点有
    放电时间长
    放电时间长
    、
    工作电压稳定
    工作电压稳定
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    高铁酸盐（K2FeO4、Na2FeO4）在能源、环保等方面有着广泛的用途．干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示．
    干法 Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物
    湿法 强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液
    △
    （1）干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH═2K2FeO4+3KNO2+2H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
    3：1
    3：1
    ．
    （2）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：溶解
    ①反应I的化学方程式为
    2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
    2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
    ．
    ②反应II的离子方程式为
    3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O
    3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+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
    增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出
    ．
    （3）高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为
    高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性
    高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性
    ，它能净水的原因是
    高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe（OH）3胶体，有吸附性（有絮凝作用），使水澄清起净水作用
    高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe（OH）3胶体，有吸附性（有絮凝作用），使水澄清起净水作用
    ．
    （4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，右图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由图可得出高铁电池的优点有：工作电压稳定，
    放电时间长
    放电时间长
    ．

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    科目：高中化学 来源：2013-2014学年福建省福州市高三毕业班质检（第一次）理综化学试卷（解析版） 题型：填空题

    高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性，是一种安全性很高的水处理剂。

    （1）高铁酸钾中铁元素的化合价是????? ，它可以将废水中的亚硝酸钾（KNO2）氧化，同时生成具有吸附性的Fe(OH)3，该反应的化学方程式为???????????????? 。

    （2）某学习小组用废铁泥（主要成分为Fe3O3、FeO、CuO和少量Fe）制备高铁酸钾的流程如下：

    ①操作Ⅰ要在通风橱中进行，其原因是??????????? 。

    ②溶液A中含有的金属阳离子是????????????? 。

    ③25℃时，若将溶液B中的金属离子完全沉淀，应调节c(H+)小于?????? 。（已知：i. Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39、Ksp[Fe(OH)2] =4.0×10-17、Ksp[Cu(OH)2] =1.6×10-20；ii. 溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时，可视为沉淀完全。）

    ④该小组经多次实验，得到如图结果，他们的实验目的是???????????????? 。

    （3）高铁酸钾还可以用电解法制取，电解池以铁丝网为阳极，电解液使用氢氧化钾溶液，其阳极反应式为??????????????? 。

     

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    科目：高中化学 来源：2014届江苏省启东市高二上学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    高铁酸钾（K2FeO4）是铁的一种重要化合物，具有极强的氧化性。

    （1）将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3mol·L－的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO42－)随时间变化的结果如图1所示。

    该实验的目的是_______________________；FeO42－发生反应的△H____________0（填“＞”“＜”或“＝”）

    （2）将适量K2FeO4分别溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3 mol·L－的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，其变化图像见图2，800min时，在pH=11.50的溶液中，K2FeO4的浓度比在pH=4.74的溶液中高，主要原因是______________。

    （3）电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH，即在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明            。电解时阳极发生反应生成FeO42－，该电极反应式为______________。

    （4）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成高铁电池，K2FeO4在电池中作正极材料，其电极反应式为FeO42－+3eˉ+4H2O→Fe(OH)3+5OHˉ，则该电池总反应的离子方程式为_______________。图3为高铁酸钾电池和高能碱性电池放电曲线，由此可得出的高铁酸钾电池的优点有_______________________、________________________。

     

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