高铁酸钾具有极高的氧化性，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

题文

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+b ClO^-+cOH^-=d FeO₄^2-+e Cl^-+f H₂O，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：______．

题型：未知 难度：其他题型

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．

解析

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考点

据考高分专家说，试题“高铁酸钾（K2FeO4）具有极高的氧化性.....”主要考查你对 [氧化还原反应的本质和特征 ]考点的理解。

氧化还原反应的本质和特征

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）

氧化还原反应的发展史：

1. 物质与氧气发生的反应属于氧化反应，含氧化合物中氧被夺去的反应属于还原反应。
2. 有化合价升降的反应属于氧化还原反应。
3. 有电子得失或偏移的反应属于氧化还原反应。

对物质的认识存在发展的过程，从最初的隔离开的氧化反应、还原反应，到从表面上看化合价变化的氧化还原反应，把氧化与还原统一在一个概念下，再透过现象看本质，化合价的变化是有电子得失或偏移引起的。

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氧化还原反应中应注意的几个问题：

 1、氧化剂氧化性的强弱，不是看得电子的多少，而是看得电子的难易；
还原剂还原性的强弱，不是看失电子的多少，而是看失电子的难易。
eg：氧化性：浓HNO₃>稀HNO₃还原性：Na>Al

2、有新单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应 eg：C(金刚石）==C（石墨）；3O₂==2O₃(放电）；P₄(白磷)==4P（红磷）

3、任何元素在化学反应中，从游离态变为化合态，或由化合态变为游离态，均发生氧化还原反应（比如置换反应，化合反应，分解反应）

4、置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应；有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。

5、元素具有最高价的化合物不一定具有强氧化性！ eg.H₃PO₄、H₂SiO₃(或H₄SiO₄)两酸均无强氧化性但硝酸有强氧化性。

氧化还原的表示可用单线桥也可用双线桥：

一、双线桥法：

此法不仅能表示出电子转移的方向和总数，还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子，箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子或原子团。

标变价 明确标出所有发生氧化还原反应的元素的化合价，不变价的元素不标化合价。

连双线 将标化合价的同一元素用直线加箭头从反应物指向生成物(注意：箭头的起止一律对准各元素)

标得失 1.标电子转移或偏离数 明确标出得失电子数，格式为“得/失发生氧化还原反应原子个数×单位原子得失电子数”

                   2.标化合价变化 一律标出化合价的变化，只有“化合价升高”“化合价降低”这两种写法，不可写为“升价”“降价”等

                   3.标出元素反应类型 一律标出元素所发生的反应，“被氧化”或“被还原”，其余写法均不正确

                   4.检查得失电子守恒 检查得失电子数是否相等，如不相等则重新分析。

例如：

二、单线桥法：

在氧化还原反应中，有电子发生转移（得失或偏移），也就是在反应物中有元素电子发生得失或偏移，这时用一条带箭头的曲线从失去电子的元素指向得到电子的元素，并在“桥”上标出转移的电子数，这种表示方法叫单线桥法。

(1)标价态明确标明发生氧化还原反应的元素的化合价

(2)连单线连接方程式左边的氧化剂与还原剂，箭头一律指向氧化剂

 (3)不注得失标出转移的电子的总数，这里不用像双线桥那样，仅需直接标出电子总数

例如:

注意事项： 

(1)不得标明"得"或"失"，否则是错的

(2)箭头表示电子转移的方向，指向氧化剂注意：为了规范起见，单线桥法最好不用于自身氧化还原的反应，因为那样标记会使反应中的电子去向不明确，故在自身氧化还原的反应方程式中最好用双线桥法表示电子转移。