Question

6．高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂．
（1）请完成FeO₄^2-与水反应的离子方程式：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和吸附悬浮物．
（2）将适量K₂FeO₄配制成c（FeO₄^2-）=1.0mmol•L^-1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO₄^2-）的变化，结果见图Ⅰ．第（1）题中的反应为FeO₄^2-变化的主反应，则温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动；发生反应的△H＞0．

（3）FeO₄^2-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示．下列说法正确的是B（填字母）．
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=2的这种溶液中加KOH溶液至pH=10，HFeO₄^-的分布分数先增大后减小
C．向pH=8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：H₂FeO₄+OH^-═HFeO₄^-+H₂O
（4）H₂FeO₄═H⁺+HFeO₄^-的电离平衡常数表达式为K=$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$．

Answer 1

分析 （1）根据元素守恒和化合价的变化分析；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，形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
（2）温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小；温度越高FeO₄^2-浓度越小，正向反应是吸热反应；
（3）根据图象的内容来分析图象所描述的意义；
（4）平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比．

解答 解：（1）根据元素守恒可知未知产物应含氧元素，反应中Fe元素化合价降低，则氧元素化合价升高，所以产物为氧气，根据原子守恒可知为3O₂；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，形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用；
故答案为：3O₂↑；杀菌消毒、吸附悬浮物；
（2）由图1数据可知，温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，温度越高FeO₄^2-浓度越小，正向反应是吸热反应；
故答案为：温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动；＞；
（3）A、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．根据图片知，改变溶液的pH，当溶液由pH=2变化至pH=10的过程中，HFeO₄^-的分布分数先增大后减小，故正确；
C．向pH=8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，故C错误；
故答案为：B；
（4）HFeO₄^-?H⁺+FeO₄^2-的电离平衡常数表达式为K=$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$，故答案为：$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$．

点评 本题考查了缺项方程式的配平、电离平衡、温度对平衡的影响等知识点，题目难度中等，注意对图象的分析是解题的关键．