Question

11．高鐵酸鹽（K₂FeO₄、Na₂FeO₄）在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途．干法、濕法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示．

干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色K2FeO4和KNO2等產(chǎn)物
濕法	強堿性介質(zhì)中，F(xiàn)e（NO3）3與NaClO反應生成紫紅色Na2FeO4溶液

（1）干法制備K₂FeO₄的化學方程式為Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH═2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1．
（2）工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的流程如圖所示：

①反應Ⅰ的離子方程式為2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．
②反應Ⅱ的化學方程式為3NaClO+10NaOH+2Fe（NO₃）₃=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O．
③加入飽和KOH溶液的目的是增大K⁺濃度，促進K₂FeO₄晶體析出．
（3）高鐵酸鉀在水中既能消毒殺菌，又能凈水，是一種理想的水處理劑．它能消毒殺菌是因為，它能凈水的原因是高鐵酸鉀有強氧化性，高鐵酸鉀與水反應生成的Fe（OH）₃膠體有吸附性使水澄清．

Answer 1

分析 （1）反應Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O中，F(xiàn)e元素化合價升高，化合價由+3價升高到+6價，被氧化，N元素化合價由+5價降低到+2價，結合方程式判斷；
（2）反應Ⅰ：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，反應Ⅱ：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，加入飽和KOH溶液可以增大K⁺的濃度，使平衡向右移動，以此解答該題；
（3）K₂FeO₄具有強氧化性，可用于殺菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性；

解答 解：（1）反應Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O中，F(xiàn)e元素化合價升高，化合價由+3價升高到+6價，被氧化，N元素化合價由+5價降低到+2價，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1，
故答案為：3：1；
（2）①反應Ⅰ為復分解反應，方程式為：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，離子方程式為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②反應Ⅱ為氧化還原反應，+3價鐵被氧化成+6價鐵，+1價的氯被氧化為-1價，反應的化學方程式：3NaClO+10NaOH+2Fe（NO₃）₃=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O，
故答案為：3NaClO+10NaOH+2Fe（NO₃）₃=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；
③Na₂FeO₄+2KOH?K₂FeO₄+2NaOH，加入飽和KOH溶液可以增大K⁺的濃度，使平衡向右移動，析出晶體，故答案為：增大K⁺的濃度，促進K₂FeO₄晶體析出．
（3）K₂FeO₄具有強氧化性，可用于殺菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性，可除去水的懸浮性雜質(zhì)，
故答案為：高鐵酸鉀有強氧化性，高鐵酸鉀與水反應生成的Fe（OH）₃膠體有吸附性使水澄清；

點評 本題考查實驗方案設計與評價，為高考不變的一個題型，每年高考必考，是熱點題型、也是高考難點之一．本題主要考查了氧化還原反應和離子反應方程式的書寫、化學平衡的移動、膠體的凈水原理．重點是利用化合價的升價和化學計量數(shù)判斷氧化劑和還原劑的比例，難度中等．