2022版高考化学一轮复习高考命题新动向情境命题系列四__高铁酸盐学案新人教版

情境命题系列四一一高铁酸盐 \情境素材拓展’ 高铁酸盐钠、钾是六价铁盐,有效成分是高铁酸根FeO；「，Fe。；-中铁呈6价，具有强氧 化性,能通过氧化作用进行消毒。还原产物是FeOH3,在溶液中呈胶体,能将水中的悬浮物聚 集形成沉淀。因此，高铁酸盐具有氯气和明矶［KA1SO42- 12H.0］的净水效果，是一种新型的净 水剂。制法FeOH3或Fe203与一些氧化剂在碱性条件下反应。以钠盐为 例3NaC1010NaOH2FeN03 32Na2FeO43NaCl6NaN035H20 o 、权威命题预测/ 命题角度1高铁酸盐电池 1. 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电 压。高铁电池的总反应为3Zn2K2Fe048H20i3ZnOH22FeOH34K0H,下列叙述不正确的是 A. 放电时负极反应为3Zn-6e「60H「3Zn0H2 八2- B. 充电时阳极反应为 Fe OH 3-3e-50H4H20 C. 放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol KFeCh被还原 D. 充电时阴极溶液的碱性减弱 【解析】选D。根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式 为3Zn-6e「60H 3Zn0H2,A正确；充电时阳极发生Fe 0H3失电子的氧化反应，即反应为 八2 Fe 0H3-3e50H Fe 0A 4H20, B 正确；放电时正极反应为 q 八2- Fe。4H203e-Fe OH 350H 每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4被还原,C 正确;充 q 电时，阴极上电极反应式为Zn0H22eZn20H；生成氢氧根离子，所以阴极附近溶液碱性 增强,D错误。 命题角度2 与高铁酸盐有关的流程 2. 高铁酸钾KzFeOQ具有强氧化性，是一种新型多功能水处理剂，其生产工艺流程如下 足量的氯气 NaOH溶液90FeNO33溶液 「 I ,仝上 「 I 「 | NaOH溶液|*|溶液I去NaCl,碱性的版0浓溶液卜 ① ② ③ I FeO,晶体|智湿产品|褴噬匕|溶液U I ⑤ ④ 八2 已知K2FeO4在水溶液中易发生反应4Fe。” 10H204Fe OH 380H302 t ,下列说法不正确 q 的是 A. 步骤③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3 2 B. 步骤④中Na2FeO4转变为湿产品是因为K/FeO,溶解度更小 C. 步骤⑤中的洗涤剂可用CHsCOOK和异丙醇来配制 D. 配制90 Fe N033溶液必需的玻璃仪器有容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒 【解析】选Do足量CL通入NaOH溶液中，温度低时发生反应Cl220rCrC10-H20,向溶液 I中加入NaOH,使氯气完全反应，且将溶液转化为碱性溶液，只有碱性条件下C10「才能和Fe发 八2 生氧化还原反应生成FeO.,除去NaCl得到碱性的NaClO浓溶液，向碱性的NaClO浓溶液中 4- 2 加入 90的 Fe NO3 3 溶液，发生反应 2Fe3C10「100H「一2Fe。』3Cr5H20,得到溶液 II,向 q 溶液中加入K0H固体至饱和，得到FeO4,纯化得到湿产品，将湿产品洗涤、干燥得到晶体 2 K2Fe04o A.步骤③发生的反应为 2Fe3C10「100H「2Fe。，3Cr5H2O, Fe，’是还原剂、C10「 是氧化剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为3 2, A正确;B.步骤④中Na2FeO4转变为湿产 品时，溶解度大的物质转化为溶解度小的物质，步骤④中NFeO』转变为湿产品是因为KzFeO,溶 解度更小,B正确;C.醋酸钾水解导致溶液呈碱性，能抑制高铁酸根离子水解，异丙醇能降低高 铁酸钾溶解性且防止其水解，所以步骤⑤中的洗涤剂可用CHsCOOK和异丙醇来配制,C正确;D. 配制一定质量分数的溶液不需要容量瓶，需要烧杯、玻璃棒和量筒,D错误。 3. 高铁酸钾K2FeO4是一种新型多功能水处理剂。其生产工艺如下 足量CbKOH固体90FeNO33溶液 | KO」溶液I 反M液［类竺|碱性KC1浓溶液 I［反壁茹］ .....知化|过携 |1＜五0』而困1.-|湿形品I 干燥 已知①2KOHC12KClKC10H20 条件温度较低 ② 6K0H3CL5KC1KC1O33H2O 条件温度较高 ③ 2Fe N03 33KC1010KOH2K2Fe046KN033KCl5H20 回答下列问题 1 该工艺中，不宜采用的温度条件是填较高温度”或“较低温度”。 2 氯碱工业中获取Cl2的化学方程式是- 3 K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是- ⑷在“反应液I ”中加KOH固体的目的，除消耗过量CL夕卜，还有的作用 是 O ⑸从反应液II”中分离出KFeO4后，副产品中可以作化肥的有。 【解析】⑴由工艺流程及③可知，利用FeN033与KC10制备K2FeO4,由信息②可知温度较高KOH 与Ch反应生成的是KClOao由信息①可知，在低温下KOH与CL反应生成的是KClOo故选择 较低温度，不宜选取较高温度。2工业是利用电解饱和食盐水制取氯气，反应方程式为 通电 2NaCl2H202NaOHH2 t C12 t。⑶KzFeO,中铁元素化合价为6价,价态高，易得电子，表现 强氧化性,6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物Fe元素为3价，在 水中形成Fe0H3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。5由工艺流程及③可知，从“反 应液II”中分离出KzFeO』后,会有副产品KNO3、KCL 答案1较高温度 通电 2 2NaCl2H2。2NaOHH2 t C12 t ⑶6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物Fe元素为3价,在水中形 成Fe0H3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉 4 与“反应液I ”中过量的CL继续反应，生成更多的KC10;为下一步反应提供反应物 5 KN03. KC1 命题角度3与高铁酸盐有关的制备实验 4. 高铁酸钾KFeOi具有广泛的用途，已知KzFeO,具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH溶 液,②在0〜5 C、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe和Fe0H3催化作用下发生分解，④在酸性 八2_ 或中性溶液中快速产生。2,⑤Fe。易被H2还原。实验室制备局铁酸钾，如图所不，完成下面问 题。 1 装置A中为CL的发生装置，该反应的离子方程式为- ⑵装置B的作用是 o 3 反应结束后,C中可得到紫色固体和溶液。C中CL发生的反