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Fe(OH)3,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[KA1(SO4)2- 12H.0]的净水效果,是一种新型的净 水剂。制法:Fe(OH)3或Fe203与一些氧化剂在碱性条件下反应。以钠盐为 例:3NaC10+10NaOH+2Fe(N03) 3==2Na2FeO4+3NaCl+6NaN03+5H20 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3Zn+2K2Fe04+8H20^=i3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4K0H,下列叙述不正确的是 A. 放电时负极反应为3Zn-6e「+60H「——3Zn(0H)2 八2- B. 充电时阳极反应为 Fe (OH) 3-3e-+50H—+4H20 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 ——3Zn(0H)2,A正确;充电时阳极发生Fe (0H)3失电子的氧化反应,即反应为 八2~ Fe (0H)3-3e+50H ——Fe 0A +4H20, B 正确;放电时正极反应为 q 八2- Fe。+4H20+3e-~Fe (OH) 3+50H« 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Zn(0H)2+2e—Zn+20H;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90%Fe(NO3)3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 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NC.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90%Fe(NO3)3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:①2KOH+C12—KCl+KC10+H20 (条件:温度较低) ② 6K0H+3CL—5KC1+KC1O3+3H2O (条件:温度较高) ③ 2Fe (N03) 3+3KC10+10KOH—2K2Fe04+6KN03+3KCl+5H20 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K=FeO4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Fe(N03)3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 2NaCl+2H20—2NaOH+H2 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Fe(0H)3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) 2NaCl+2H2。2NaOH+H2 t +C12 t ⑶+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Fe(0H)3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K^FeOi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Fe(0H)3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