Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）易溶于水，具有強氧化性，是一種新型水處理劑．工業(yè)上常用如下方法制備高鐵酸鉀：以鐵絲網為陽極電解NaOH溶液，然后在陽極液中加入50%的KOH溶液，充分反應后，過濾、用異丙醇洗滌、干燥，即可制得．
（1）高鐵酸鉀具有強氧化性的原因是

 

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（2）用異丙醇代替水洗滌產品的好處是

 

（3）最近，工業(yè)上又用鐵的氧化物代替鐵絲網制備高鐵酸鹽，其優(yōu)點是原料更價廉易得且可提高電能的使用效率．則用Fe₂0₃作陽極的電極反應式為

 

；若通過相同的電流，分別用鐵絲網、Fe₂O₃作陽極制得的高鐵酸鉀的質量之比為

 

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（4）若用一表面附有Fe₃O₄的鐵絲網20.0g作陽極電解，當通過1.4mol電子時，鐵絲網恰好電解完全．試計算此時生成高鐵酸鉀的質量．

 

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Answer 1

考點：電解原理,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：電化學專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）高鐵酸鉀中鐵元素在+6價易得到電子表現(xiàn)氧化性；
（2）異丙醇代替水洗滌減少產品損耗易揮發(fā)；
（3）用Fe₂0₃作陽極失電子生成FeO₄^2-，依據電子守恒和電解原理寫出電極反應；依據鐵做陽極生成高鐵酸根離子的電極反應計算得到；

解答： 解：（1）高鐵酸鉀具有強氧化性的原因是高鐵酸鉀中鐵元素化合價為+6價，高價態(tài)易得到電子表現(xiàn)氧化性；
故答案為：其中的Fe元素為+6價，易得電子；
（2）用異丙醇代替水洗滌產品，避免產品溶解損失，同時異丙醇易揮發(fā)，易于干燥；
故答案為：減少洗滌時產品的損失且產品易干燥；
（3）用Fe₂0₃作陽極的電極反應式，依據元素化合價變化和電荷守恒，結合電解質溶液是堿性溶液，寫出電極反應為Fe₂O₃+10OH^--6e^-=2FeO₄^2-+5H₂O；分別用鐵絲網、Fe₂O₃作陽極制得的高鐵酸鉀，電極反應為：Fe₂O₃+10OH^--6e^-=2FeO₄^2-+5H₂O，F(xiàn)e+8OH^--6e^-=4H₂O+FeO₄^2-，高鐵酸根離子物質的量為1：2，所以高鐵酸根離子的質量之比為1：2；
故答案為：Fe₂O₃+10OH^--6e^-=2FeO₄^2-+5H₂O，1：2；
（4）n（Fe₃O₄）×232 g?mol^-1+n（Fe）×56 g?mol^-1=20 g
n（Fe₃O₄）×10+n（Fe）×6=1.4 
解得：n（Fe₃O₄）=0.05 mol，n（Fe）=0.15 mol  
n（K₂FeO₄）=0.05 mol×3+0.15 mol=0.30 mol
m（K₂FeO₄）=0.30 mol×198 g?mol^-1=59.4 g；
故答案為：59.4 g

點評：本題考查了電解原理的應用和電子守恒的計算，注意電極反應的書寫，題目難度中等．