高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钾的主要反应为:
2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
①该反应中的氧化剂是
,还原剂是 。每生成1molNa2FeO4,转移 mol电子;
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用。
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式
;
②若反应过程中转移了0.3mol电子,则还原产物的物质的量为
。
(3)低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),试分析原因。
。
答案:
(1)①Na2O2(1分)Na2O2和FeSO4(1分)5(2分)
②高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒;消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降(2分)
(2){1}2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O(2分)
{2}0.15mol(1分)
(3)该温度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小(1分)
【解析】
试题分析:(1)干①元素化合价降低的物质是氧化剂:故为Na2O2,还原剂是Na2O2,FeSO4。根据化合价降低总数判断可知每生成1molNa2FeO4,转移5mol电子;②高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒;消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降,因此K2FeO4作为水处理剂。(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。①根据化合价有升必有降找出反应物和生成物,故湿法制高铁酸钾反应的离子方程式2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;②根据该离子方程式,可判断出若反应过程中转移了0.3mol电子,则还原产物的物质的量为0.15mol。(3)低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),在溶液中发生了离子的交换使物质的溶解性发生了改变,可能的原因是该温度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。
考点:考查新情景下氧化还原方程式的书写和配平,同时考查了氧化还原反应的概念和电子转移的计算。