高铁*钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,具有极强的氧化*。(1)已知:4FeO42-+10H2O4F...
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高铁*钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,具有极强的氧化*。
(1)已知:4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有 。
同浓度的高铁*钾在pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中最稳定的是pH= 的溶液。
(2)高铁*钾有以下几种常见制备方法:
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红*高铁*盐和KNO2等产物 |
湿法 | 强碱*介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红*高铁*盐溶液 |
电解法 | 制备中间产物Na2FeO4,再与KOH溶液反应 |
①干法制备K2FeO4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____ 。
②湿法制备中,若Fe(NO3)3加入过量,在碱*介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式: 。
③制备中间产物Na2FeO4,可采用的装置如图所示,则阳极的电极反应
式为 。
(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电,其总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时负极材料为 ,正极反应为: 。
(4) 25℃时,CaFeO4的Ksp=4.54×l0-9,若要使1000 L,含有2.0×l0-4 mol·L-l K2FeO4的废水中有CaFeO4沉淀产生,理论上至少加入Ca(OH)2的物质的量为 mol。
【回答】
【知识点】氧化还原反应规律、电化学、难溶物的沉淀溶解平衡 B3 F3 H5
【*解析】(1)K2FeO4具有强氧化*,能够消毒杀菌;同时FeO42- 被还原成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质。11.50
(2)
①3:1(2分)
② 2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O(2分)
③Fe+8OH--6e─=FeO42─+4H2O(2分)
(3)Zn(1分) FeO42-+4H2O+3e-== Fe(OH)3+5OH-(2分)
(4)2.27×10-2(2分)
解析:(1)所给方程式体现了K2FeO4具有强氧化*,能够消毒杀菌,同时FeO42- 被还原成Fe3+;结合胶体的*质想到第二点:Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质。 根据反应方程式可知*会促进K2FeO4水解,而碱会抑制K2FeO4水解,所以在碱*强的溶液中能稳定存在。
(2)
①反应Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O中,Fe元素化合价升高,化合价由+3价升高到+6价被氧化,N元素化合价由+5价降低到+2价,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1,
② 根据提示:2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O
③制备中间产物Na2FeO4利用电解法,结合阳极发生氧化反应得:Fe+8OH--6e─=FeO42─+4H2O
(3)放电时为原电池,锌的化合价升高锌做负极;正极发生的电子的反应: FeO42-+4H2O+3e-== Fe(OH)3+5OH-
(4)至少加入Ca(OH)2的物质的量为:=2.27×10-2(mol)
【思路点拨】本题考查了氧化还原反应规律、电化学、难溶物的沉淀溶解平衡,注意根据题目提示进行分析解答。
知识点:氧化还原反应
题型:综合题
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