Question

19．新型净水剂高铁酸钾（K₂FeO₄）为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定．
工业上制备K₂FeO₄的常用方法有两种．
方法Ⅰ：次氯酸盐氧化法．
工艺流程如图所示．

（1）已知“氧化”过程中氧化产物为Na₂FeO₄，写出其反应的化学方程式：2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O．
（2）“转化”过程中发生反应的化学方程式为Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH．
（3）上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可将粗产品用稀KOH溶液溶解，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶，这种分离提纯的方法为重结晶法．
方法Ⅱ：电解法．
以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极液中加入KOH
（4）电解时阳极发生反应生成FeO₄^2-，该电极反应方程式为Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O．

Answer 1

分析 FeCl₃溶液、NaClO溶液和NaOH溶液混合发生氧化还原反应，反应方程式为FeCl₃+2NaOH+10NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O，加入40%的NaOH溶液除杂，过滤得到NaCl固体和滤液，滤液中加入KOH溶液实现Na₂FeO₄转化为K₂FeO₄，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到K₂FeO₄固体，上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯；
（1）FeCl₃溶液、NaClO溶液和NaOH溶液混合发生氧化还原反应生成高铁酸钠、氯化钠和水；
（2）高铁酸钠和KOH反应生成高铁酸钾和NaOH；
（3）高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯；
（4）Fe作阳极电解NaOH溶液，阳极上Fe失电子和OH^-反应生成FeO₄^2-和水，阴极上氢离子放电生成氢气．

解答 解：（1）FeCl₃溶液、NaClO溶液和NaOH溶液混合发生氧化还原反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，反应方程式为2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O，
故答案为：2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O；
（2）高铁酸钠和KOH反应生成高铁酸钾和NaOH，反应方程式为Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH，故答案为：Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH；
（3）工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可将粗产品用稀KOH溶液溶解，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶，这种分离提纯的方法为重结晶，故答案为：重结晶；
（4）Fe作阳极电解NaOH溶液，阳极上Fe失电子和OH^-反应生成FeO₄^2-和水，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极反应式为Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，故答案为：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O．

点评 本题以氧化还原反应、电解法为载体考查物质制备，为高频考点，涉及物质分离提纯方法、电极反应式的书写、氧化还原反应等知识点，侧重于学生的分析能力、判断及知识综合运用能力的考查，注意（4）中如果活泼电极作阳极时，阳极上电极失电子发生氧化反应，为易错点．