Question

高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种新型、高效、多功能水处理剂，不会造成二次污染。

己知高铁酸盐热稳定性差，工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示：

（1）①上述氧化过程中，发生反应的离子方程式是__________，在实际生产中一般控制反应温度30℃以下，其原因是__________。

②沉淀过程中加入浓KOH溶液可析出高铁酸钾(K₂FeO₄ )，这说明__________。

③在提纯K₂FeO₄中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，沉淀洗涤方法是__________。

④某温度下，将C1₂通入NaOH溶液中，反应后得到NaCl，NaC1O，NaClO₃的混合溶液，经测定ClO^-与C1O₃^-离子的物质的量之比是1: 2，则C1₂与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为__________。

（2）工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na₂FeO₄，其工作原理如下图所示：阳极的电极反应式为__________，其中可循环使用的物质是__________。

（3）CO₂可转化为碳酸盐，其中Na₂CO₃是一种用途广泛的碳酸盐.己知：25℃时，几种酸的电离平衡常数如下表所示。

25℃时，向一定浓度的Na₂CO₃溶液中分别滴入等物质的量浓度的下列溶液至过量：

①NaHSO₃②HNO₃③HC1O，溶液中的n (HCO₃^-)与所加入溶液体积(V)的关系如上图所示。其中符合曲线Ⅱ的溶液为__________。

Answer

（1）① 2Fe3++3ClO- +10OH-=2FeO42-+3C1-+5H2O；防止生成的Na2FeO4发生分解

②该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小

③将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次

④11:3（2） Fe-6e- +8OH-=FeO42- +4H2O；NaOH溶液（3）①③

【解析】

试题分析：（1）①氧化过程中，发生反应的离子方程式是：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O； 由于已知高铁酸盐热稳定性差，温度高了高铁酸钾会分解，故答案为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；防止生成的K2FeO4发生分解；

②沉淀过程中加入浓KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4 )，这说明该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，故答案为：该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小；

③洗涤沉淀的方法是将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次，故答案为：将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；

④假设ClO-与ClO3-离子的物质的量为1mol、2mol，化合价升高：1×1+5×2=11，氯气被还原成了-1价氯离子，被还原的氯元素的物质的量是11mol，故被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比是11:(1+2)=11:3；故答案为：11:3

（2）阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO42-，由于是碱性环境，故电极方程式为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；在电解时，水电离的H+在阴极放电：2H++2e-=H2↑，c(OH-)增大，Na+通过阳离子交换膜进入阴极区，使阴极区c(NaOH)增大，故NaOH可以循环使用，故答案为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；NaOH溶液；

（3）根据图Ⅱ可知，该物质的酸性大于HCO3-，但小于H2CO3，结合平衡常数知，该溶液①NaHSO3或③HC1O，故答案为：①③；

【考点定位】考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；化学方程式的有关计算；制备实验方案的设计、电解原理

【名师点晴】本题考查了Na2FeO4的净水原理以及氧化还原反应的配平、溶液的配制以及电极反应的书写，Na2FeO4的净水是常考点，应注意归纳总结。