高铁酸盐是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐...

高铁酸盐是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电解法：Fe+2H2O+2OHFeO42-+3H2↑,工作原理如图所示。己知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。下列说法正确的是

A. b是电源的正极

B. 阳极电极反应为Fe-6e-+4H2O= FeO42-+ 8H+

C. 电解过程中，需要将阴极产生的气体及时排出

D. 当电路中通过1mol电子的电量时，会有11.2L的H2生成

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（18分）高铁酸盐（如K₂FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。

（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式：________。

（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是________。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe₂O₃膜而“钝化”。写出产生O₂的电极反应方程式：________。

（3）FeO₄^2—易与水4h生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图中4h后）过滤掉氢氧化铁，反应过程中FeO₄^2—浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是________(填编号)

①过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液

②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大

③实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0

（4）在相同的pH条件下，经过相同的反应时间，高铁酸盐的产率与温度关系如图2。

随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是________。

（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有________（至少答一点）。

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高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：

下列说法不正确的是

A. a为铁钉，b为石墨

B. 阴极主要发生反应：2H2O + 2e－=== H2↑+ 2OH－

C. 高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe－6e－+ 8OH－=== FeO42－+ 4H2O

D. 制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

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高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：

下列说法不正确的是

A. a为铁钉，b为石墨

B. 阴极主要发生反应：2H2O + 2e－=== H2↑+ 2OH－

C. 高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe－6e－+ 8OH－=== FeO42－+ 4H2O

D. 制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

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高铁酸钠(Na2FeO4)是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：

下列说法正确的是(　　 )

A.a为石墨，b为铁钉

B.阴极主要发生反应 4OH－－4e－== O2↑+ 2H2O

C.高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe－6e－+ 8OH－== FeO42－+ 4H2O

D.制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

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高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：

下列说法不正确的是

A. a为铁钉，b为石墨

B. 阴极主要发生反应：2H2O + 2e－=== H2↑+ 2OH－

C. 高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe－6e－+ 8OH－=== FeO42－+ 4H2O

D. 制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

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高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：

下列说法不正确的是

A. a为铁钉，b为石墨

B. 阴极主要发生反应：2H2O + 2e－=== H2↑+ 2OH－

C. 高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe－6e－+ 8OH－=== FeO42－+ 4H2O

D. 制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

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高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下：

下列说法不正确的是

A. a为铁钉，b为石墨

B. 阴极主要发生反应：2H2O + 2e－=== H2↑+ 2OH－

C. 高浓度的NaOH溶液，有利于发生Fe－6e－+ 8OH－=== FeO42－+ 4H2O

D. 制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

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高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有强氧化性。制备高铁酸钾方法很多。

（1）干法制备高铁酸钾。将Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物。此制备反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________________。

（2）湿法制备高铁酸钾。工业上常采用NaClO氧化法生产，原理如下：

a.3NaClO+2Fe(NO3)3+ 10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O

b.Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH

主要的生产流程如图：

①流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下的溶解度S(K2FeO4)_____S(Na2FeO4)（填“>”“<”或“=”）。

②湿法制备中，反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。如图，图甲为不同的温度下，不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响；图乙为一定温度下，Fe(NO3)3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。工业生产中最佳温度为_________℃，此时Fe(NO3)3与NaClO 两种溶液最佳质量浓度之比为______________。

③若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe(OH)3，写出该反应的离子方程式：_____________________。若Fe( NO3)3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式为__________________________________。

（3）K2FeO4在水溶液中易水【解析】
4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。

①在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用__________溶液(填序号)。

A.H2O　　　　　 B.CH3COOK、异丙醇　　　　　 C.NH4Cl、异丙醇　　　 D.Fe(NO3)3、异丙醇

②K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有_______________________。

（4）室温下，向含有Fe3+的CuSO4溶液中加入Cu(OH)2可使Fe3+转化为Fe(O H)3沉淀，从而除去Fe3+。该反应的平衡常数为_____________________。(已知常温下的溶度积常数：Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20， Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)。

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