题目
铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。高铁酸钾（K 2FeO 4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下所示。 干法：Fe 2O 3、KNO 3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO 2等产物 湿法：强碱性介质中，Fe(NO 3) 3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示： Fe(NO3)3-|||-il^2 饱和KOH-|||-NaOH溶液 氧化 调节pH 转化 分离 粗K2FeO4 提纯,K2FeO4-|||-沉淀-|||-反应① 反应③-|||-反应② 废液 （1）高铁酸钾在处理水的过程中所起的作用有 。 （2）“氧化”过程中发生反应的离子反应方程式为 。 （3）沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用是： 。 （4）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。 图1为不同的温度下，Fe(NO 3) 3不同质量浓度对K 2FeO 4生成率的影响； 图2为一定温度下，Fe(NO 3) 3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K 2FeO 4生成率的影响。 Fe(NO3)3-|||-il^2 饱和KOH-|||-NaOH溶液 氧化 调节pH 转化 分离 粗K2FeO4 提纯,K2FeO4-|||-沉淀-|||-反应① 反应③-|||-反应② 废液 工业生产中最佳温度为 ℃，此时Fe(NO 3) 3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。 （5）K 2FeO 4在水溶液中易“水解”：4FeO 4 2- + 10H 2O Fe(NO3)3-|||-il^2 饱和KOH-|||-NaOH溶液 氧化 调节pH 转化 分离 粗K2FeO4 提纯,K2FeO4-|||-沉淀-|||-反应① 反应③-|||-反应② 废液4Fe(OH) 3 + 8OH - + 3O 2。在“提纯”K 2FeO 4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用 溶液（填序号）。 a．H 2O b．KOH、异丙醇 c．NH 4Cl、异丙醇 d．Fe(NO 3) 3、异丙醇 （6）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O Fe(NO3)3-|||-il^2 饱和KOH-|||-NaOH溶液 氧化 调节pH 转化 分离 粗K2FeO4 提纯,K2FeO4-|||-沉淀-|||-反应① 反应③-|||-反应② 废液3Zn（OH） 2+Fe（OH） 3+4KOH，下列叙述正确的是 A．放电时FeO42-向正极移动 B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e-+5OH-＝FeO42-+4H2O C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化 D．充电时溶液的碱性减弱
铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。高铁酸钾（K
2FeO
4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下所示。
干法：Fe 2O 3、KNO 3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO 2等产物
湿法：强碱性介质中，Fe(NO 3) 3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示：
（1）高铁酸钾在处理水的过程中所起的作用有 。
（2）“氧化”过程中发生反应的离子反应方程式为 。
（3）沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用是： 。
（4）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下，Fe(NO 3) 3不同质量浓度对K 2FeO 4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe(NO 3) 3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K 2FeO 4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为 ℃，此时Fe(NO 3) 3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
（5）K 2FeO 4在水溶液中易“水解”：4FeO 4 2- + 10H 2O
4Fe(OH)
3 + 8OH
- + 3O
2。在“提纯”K
2FeO
4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用
溶液（填序号）。
a．H 2O b．KOH、异丙醇 c．NH 4Cl、异丙醇 d．Fe(NO 3) 3、异丙醇
（6）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O
3Zn（OH）
2+Fe（OH）
3+4KOH，下列叙述正确的是
干法：Fe 2O 3、KNO 3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO 2等产物
湿法：强碱性介质中，Fe(NO 3) 3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示：
（1）高铁酸钾在处理水的过程中所起的作用有 。
（2）“氧化”过程中发生反应的离子反应方程式为 。
（3）沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用是： 。
（4）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下，Fe(NO 3) 3不同质量浓度对K 2FeO 4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe(NO 3) 3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K 2FeO 4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为 ℃，此时Fe(NO 3) 3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
（5）K 2FeO 4在水溶液中易“水解”：4FeO 4 2- + 10H 2O
4Fe(OH)
3 + 8OH
- + 3O
2。在“提纯”K
2FeO
4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用
溶液（填序号）。
a．H 2O b．KOH、异丙醇 c．NH 4Cl、异丙醇 d．Fe(NO 3) 3、异丙醇
（6）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O
3Zn（OH）
2+Fe（OH）
3+4KOH，下列叙述正确的是
| A．放电时FeO42-向正极移动 |
| B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e-+5OH-＝FeO42-+4H2O |
| C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化 |
| D．充电时溶液的碱性减弱 |
题目解答
答案
（1）高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；还原产物铁离子水解生成的氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，达到净水的目的（2分）
（2）2Fe 3+ + 3ClO - + 10OH - ＝ 2FeO 4 2- + 3Cl - +5H 2O（2分）
（3）增大K ＋浓度，促进K 2FeO 4晶体析出（2分）
（4）26（2分）； 6:5（2分） （5）b（2分） （6）BD（2分）
（2）2Fe 3+ + 3ClO - + 10OH - ＝ 2FeO 4 2- + 3Cl - +5H 2O（2分）
（3）增大K ＋浓度，促进K 2FeO 4晶体析出（2分）
（4）26（2分）； 6:5（2分） （5）b（2分） （6）BD（2分）
解析
步骤 1：分析高铁酸钾的作用
高铁酸钾（K _2FeO _4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，具有强氧化性，能杀菌消毒；还原产物铁离子水解生成的氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，达到净水的目的。
步骤 2：写出氧化过程的离子方程式
在强碱性介质中，Fe(NO _3) _3与NaClO反应生成高铁酸盐，反应的离子方程式为：2Fe ^{3+ }+ 3ClO ^{-} + 10OH ^{- }＝ 2FeO _4 ^{2- }+ 3Cl ^{- }+5H _2O。
步骤 3：分析沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用
沉淀过程中加入浓KOH溶液，可以增大K ^{＋}浓度，促进K _2FeO _4晶体析出。
步骤 4：确定最佳温度和最佳质量浓度之比
根据图1和图2，工业生产中最佳温度为26℃，此时Fe(NO _3) _3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为6:5。
步骤 5：选择洗涤剂
K _2FeO _4在水溶液中易“水解”，在“提纯”K _2FeO _4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用KOH、异丙醇溶液，以减少水解。
步骤 6：分析高铁电池的总反应
高铁电池的总反应为：3Zn+2K _2FeO _4+8H _2O 3Zn（OH） _2+Fe（OH） _3+4KOH，放电时FeO_4^{2-}向负极移动，充电时阳极反应为：Fe(OH)_3－3e^{-}+5OH^{-}＝FeO_4^{2-}+4H_2O，放电时每转移3mol电子，正极有1molK_2FeO_4被还原，充电时溶液的碱性增强。
高铁酸钾（K _2FeO _4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，具有强氧化性，能杀菌消毒；还原产物铁离子水解生成的氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，达到净水的目的。
步骤 2：写出氧化过程的离子方程式
在强碱性介质中，Fe(NO _3) _3与NaClO反应生成高铁酸盐，反应的离子方程式为：2Fe ^{3+ }+ 3ClO ^{-} + 10OH ^{- }＝ 2FeO _4 ^{2- }+ 3Cl ^{- }+5H _2O。
步骤 3：分析沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用
沉淀过程中加入浓KOH溶液，可以增大K ^{＋}浓度，促进K _2FeO _4晶体析出。
步骤 4：确定最佳温度和最佳质量浓度之比
根据图1和图2，工业生产中最佳温度为26℃，此时Fe(NO _3) _3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为6:5。
步骤 5：选择洗涤剂
K _2FeO _4在水溶液中易“水解”，在“提纯”K _2FeO _4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用KOH、异丙醇溶液，以减少水解。
步骤 6：分析高铁电池的总反应
高铁电池的总反应为：3Zn+2K _2FeO _4+8H _2O 3Zn（OH） _2+Fe（OH） _3+4KOH，放电时FeO_4^{2-}向负极移动，充电时阳极反应为：Fe(OH)_3－3e^{-}+5OH^{-}＝FeO_4^{2-}+4H_2O，放电时每转移3mol电子，正极有1molK_2FeO_4被还原，充电时溶液的碱性增强。