Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）有強(qiáng)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(jià)是     ，它可以將廢水中的亞硝酸鉀（KNO₂）氧化，同時(shí)生成具有吸附性的Fe(OH)₃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                。
（2）某學(xué)習(xí)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(fēng)櫥中進(jìn)行，其原因是           。
②溶液A中含有的金屬陽離子是             。
③25℃時(shí)，若將溶液B中的金屬離子完全沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)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(shí)，可視為沉淀完全。）
④該小組經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，得到如圖結(jié)果，他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?u>                。

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

Answer 1

（1）+6 （2分）    2 K₂FeO₄ + 3KNO₂ +5H₂O =" 2" Fe(OH)₃+3KNO₃ + 4KOH （3分）
（2） ①反應(yīng)產(chǎn)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(zhì)量濃度的變化關(guān)系（2分）
（3）Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O （3分）

試題分析：（1）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零計(jì)算得出；（2）①硝酸被還原為NO、NO₂等有毒氣體污染空氣故應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；②硝酸過量，鐵元素應(yīng)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(dāng)氫離子濃度大于等于.5×10^－7 mol·L^－1時(shí)可以認(rèn)為氫氧化銅沉淀完全；
④實(shí)驗(yàn)需要的是產(chǎn)物的生成率（縱坐標(biāo)），另外還有兩個(gè)變量分別是溫度和反應(yīng)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(zhì)量濃度的變化關(guān)系；
（3）活潑金屬鐵為陽極，鐵失去電子生成FeO₄^2-，介質(zhì)為堿性，電極反應(yīng)式為Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O。