Question

高鐵酸鉀（K2FeO4）有強氧化性，是一種安全性很高的水處理劑。

（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價是????? ，它可以將廢水中的亞硝酸鉀（KNO2）氧化，同時生成具有吸附性的Fe(OH)3，該反應的化學方程式為???????????????? 。

（2）某學習小組用廢鐵泥（主要成分為Fe3O3、FeO、CuO和少量Fe）制備高鐵酸鉀的流程如下：

①操作Ⅰ要在通風櫥中進行，其原因是??????????? 。

②溶液A中含有的金屬陽離子是????????????? 。

③25℃時，若將溶液B中的金屬離子完全沉淀，應調節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. 溶液中離子濃度小于10-5 mol·L-1時，可視為沉淀完全。）

④該小組經多次實驗，得到如圖結果，他們的實驗目的是???????????????? 。

（3）高鐵酸鉀還可以用電解法制取，電解池以鐵絲網為陽極，電解液使用氫氧化鉀溶液，其陽極反應式為??????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）+6 （2分）?? ? 2 K2FeO4 + 3KNO2 +5H2O = 2 Fe(OH)3+3KNO3 + 4KOH （3分）

（2） ①反應產生的氮氧化物有毒 （2分）

②Fe3+、Cu2+ （2分）

③2.5×10－7? mol·L－1? （2分）

④探究高鐵酸鉀的生成率隨溫度、硝酸鐵的質量濃度的變化關系（2分）

（3）Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O （3分）

【解析】

試題分析：（1）根據化合價代數和為零計算得出；（2）①硝酸被還原為NO、NO2等有毒氣體污染空氣故應在通風櫥中進行實驗；②硝酸過量，鐵元素應生成Fe3+，銅為Cu2+；③操作Ⅱ使Fe3+沉淀，而Cu2+不沉淀留在溶液中，若使B溶液中銅離子沉淀完全，則有，Ksp[Cu(OH)2] = c2(OH-)×c(Cu2+)=1.6×10-20? c2(OH-)=1.6×10-20÷10-5???

c(OH-)=4×10-8 mol·L－1

c(H+)=.5×10－7 mol·L－1?

當氫離子濃度大于等于.5×10－7 mol·L－1時可以認為氫氧化銅沉淀完全；

④實驗需要的是產物的生成率（縱坐標），另外還有兩個變量分別是溫度和反應物的濃度，顯然是探究高鐵酸鉀的生成率隨溫度、硝酸鐵的質量濃度的變化關系；

（3）活潑金屬鐵為陽極，鐵失去電子生成FeO42-，介質為堿性，電極反應式為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。

考點：考查實驗操作與原理分析有關問題。