高铁酸钾（K2FeO4）具有极高的氧化性，对环境无不良影响，被人们称为“绿色化学”试

题目内容：

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极高的氧化性，对环境无不良影响，被人们称为“绿色化学”试剂．某校化学兴趣小组对高铁酸钾进行了如下探究．

I、高铁酸钾制备：

①在一定温度下，将氯气通入KOH溶液中制得次氯酸钾溶液；

②在剧烈搅拌条件下，将Fe（NO₃）₃分批加入次氯酸钾溶液中，控制反应温度，以免次氯酸钾分解；

③加KOH至饱和，使K₂FeO₄充分析出，再经纯化得产品．

（1）温度过高会导致次氯酸钾分解生成两种化合物，产物之一是氯酸钾（KClO₃），此反应化学方程式是______．

（2）制备过程的主反应为（a、b、c、d、e、f为化学计量系数）：aFe（OH）₃ bClO^- cOH^-=dFeO₄^2- eCl^- fH₂O，则a：f=______．

II、探究高铁酸钾的某种性质：

实验1：将适量K₂FeO₄分别溶解于pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO₄^2-浓度为1.0mmol•L^-1（1mmol•L^-1=10^-3mol•L^-1）的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图1（注：800min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）．

实验2：将适量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO₄^2-浓度为1.0mmol•L^-1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图2．

（3）实验1的目的是______；

（4）实验2可得出的结论是______；

（5）高铁酸钾在水中的反应为4FeO₄^2- 10H₂O⇌4Fe（OH）₃ 8OH^- 3O₂↑．

由图1可知，800min时，pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH=4.74的溶液中高，主要原因是______；

Ⅲ、用高铁酸钾作高能电池的电极材料：

Al-K₂FeO₄电池是一种高能电池（以氢氧化钾为电解质溶液），该电池放电时负极反应式是：______．

最佳答案：

I、（（1）由题意可得KClO→KClO₃的过程中Cl从 1价升至 5价，得在KClO生成另一产物的过程中化合价要降低，结合另一产物也为化合物的事实，推测Cl的化合价应降至-1价，故另一产物应为KCl，反应方程式为3KClO=KClO₃ 2KCl，故答案为：3KClO=KClO₃ 2KCl；

（2）Fe元素化合价由 3价升至 6价，总共升高3价，Cl元素化合价从 1价降至-1价，总共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，所以FeO₄^2-系数为2，Cl^-系数为3，根据铁元素守恒确定Fe（OH）₃系数为2，根据氯元素守恒ClO^-系数为3，根据电荷守恒确定OH^-系数2×2 3-3=4，根据H元素守恒确定H₂O的系数为5，所以a：f=2：5，故答案为：2：5；

II、（3）由图1数据可知，溶液pH越小，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小．所以实验1的目的是探究高铁酸钾在不同pH溶液中的稳定性（或与水反应的速率），故答案为：探究高铁酸钾在不同pH溶液中的稳定性（或与水反应的速率）；

（4）由图2数据可知，温度越高，相同时间内FeO₄^2-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，

故答案为：温度越高，高铁酸钾越不稳定（或温度越高，高铁酸钾与水反应的速率越快）；

（5）高铁酸钾在水中的反应为4FeO₄^2- 10H₂O⇌4Fe（OH）₃ 8OH^- 3O₂↑，pH=11.50的溶液中OH^-离子浓度大，使上述平衡向左移动，FeO₄^2-浓度增大，

故答案为：pH=11.50的溶液中OH^-离子浓度大，使上述平衡向左移动；

Ⅲ、原电池的负极发生氧化反应，Al在负极放电，碱性条件下，生成AlO₂^-与H₂O，电极反应式为Al-3e^- 4OH^-=AlO₂^- 2H₂O．

故答案为：Al-3e^- 4OH^-=AlO₂^- 2H₂O．

答案解析：

该题暂无解析

考点核心：

氧化还原反应的本质：电子的转移（得失或偏移） 氧化还原反应的特征：化合价升降（某些元素化合价在反应前后发生变化，是氧化还原反应判别的依据）