Question

8．高铁酸钾（K₂FeO₄）在水中的反应为4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂．图1是25℃时K₂FeO₄在不同pH溶液中浓度的变化情况，图2是K₂FeO₄在不同温度时溶液浓度的变化情况．

①pH=4.74时，反应从开始到800min时平均反应速率v（OH^-）=0.001375mol•L^-1•min^-1．
②图1在800min后，三种溶液中的c（FeO₄^2-）均不再改变．随着pH的变大，此反应的平衡常数K不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．
③图2在240min后，四种溶液中FeO₄^2-的浓度不再变化，下列说法正确的是ad
a．上述反应的△H＞0            b．升高温度，该反应pH减小
c．温度越高，反应速率越慢      d．加入盐酸，FeO₄^2-的浓度减小
④FeO₄^2-在水溶液中的存在形态如图3所示．下列说法正确的是
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数逐渐变大
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O
⑤高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂．
已知：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂，K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用是杀菌消毒、吸附悬浮物．

Answer 1

分析 ①分析图象计算FeO₄^2-离子的变化浓度，结合化学反应速率概念及反应速率之比等于系数之比计算得到；
②平衡常数仅随温度变化，不随溶液酸碱性，离子浓度变化；
③a．图象分析可知温度升高，消耗的FeO₄^2-浓度增大，平衡正向进行；            
b．升高温度，消耗的FeO₄^2-浓度增大，平衡正向进行，生成氢氧根增多；
c．温度越高，反应速率越块；
d．加入盐酸，消耗氢氧根离子，平衡正向移动；
④根据图象的内容来分析图象所描述的意义；
⑤高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂，起到杀菌消毒作用，还原产物能形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用．

解答 解：①由图象分析可知pH=4.74时，反应从开 始到800min，消耗FeO₄^2-离子浓度为1.0mol/L-0.45mol/L=0.55mol/L，根据反应速率之比等于系数之比，则平均反应速率v（OH^-）=2v（FeO₄^2-）=2×$\frac{0.55mol/L}{800min}$=0.001375mol•L^-1•min^-1，故答案为：0.001375mol•L^-1•min^-1；
②平衡常数仅随温度变化，不随溶液酸碱性，离子浓度变化，随着pH 变大，此反应的平衡常数不变，故答案为：不变；
③a．图象分析可知温度升高，消耗的FeO₄^2-浓度增大，平衡正向进行，则说明温度升高平衡向吸热反应方向即正向进行，故反应是吸热反应，△H＞0，故a正确；            
b．升高温度，消耗的FeO₄^2-浓度增大，平衡正向进行，生成氢氧根增多，则该反应pH增大，故b错误；
c．温度越高，反应速率越块，故c错误；
d．加入盐酸，消耗氢氧根离子，平衡正向移动，则FeO₄^2-的浓度减小，故d正确；
故选：ad；
④a、由图象分析，不同PH值时，溶液中铁元素的存在形态及种数不相同，比如在PH值等于6时，就只有两种形态，故a错误；
b、由图象分析，向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数先增大随后又减小，故b错误；
c、由图象分析，pH=6的这种溶液中，铁元素的存在形态有HFeO₄^-和FeO₄^2-，加KOH溶液，只有HFeO₄^-能反应，发生反应的离子方程式为：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，故c正确；
故答案为：c；
⑤高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂，起到杀菌消毒作用，还原产物还能形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
故答案为：杀菌消毒、吸附悬浮物．

点评 本题考查学生阅读题目获取信息的能力、氧化还原反应、反应速率的计算、平衡常数的判断、平衡移动原理等知识点，注意对图象的分析是解题的关键，难度中等，要求学生要有扎实的基础知识和灵活运用知识解决问题的能力．