目前,新能源不断被利用到现代的汽车中,高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向。
(1)高铁酸钾-锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池,则该种电池负极材料是 。
(2)工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4),K2FeO4在碱性环境中稳定,在中兴和酸性条件下不稳定。反应原理为:
Ⅰ在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
Ⅱ Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下:
①写出反应①的离子方程式 。
②流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)已知K2FeO4在水溶液中可以发生:4FeO42—+10H2O4Fe(OH)3↓+8OH—+3O2↑,则K2FeO4可以在水处理中的作用是 。
(4)FeO42—在水溶液中的存在形态图如图所示。
①若向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4-的分布分数的变化情况是 。
②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液,则溶液中含铁元素的微粒中, 转化为 (填化学式)。
(1)Zn(1分);
(2)①Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O(2分)②<(2分);
(3)杀菌消毒(1分),净化(1分);
(4)①先变大,后变小(2分)②HFeO4-转化为FeO42—(2分)。
题目分析:
(1)高铁酸钾-锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池,根据电池的形成条件,其中高铁酸钾为正极材料得电子;负极失电子的是锌,故电池负极材料是Zn;
(2)①分析反应①是将氯气通入到氢氧化钠溶液中,其离子方程式为:Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O;②反应③是:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH,其能在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4);
(3)由于K2FeO4在水溶液中可以发生:4FeO42—+10H2O4Fe(OH)3↓+8OH—+3O2↑,故K2FeO4在水处理中起到了杀菌消毒的作用;生成的胶状氢氧化铁还有净化作用;
(4)①分析FeO42—在水溶液中的存在形态图,可知在pH由10变化到2时,HFeO4-的分布分数是先变大,后变小;②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液,则溶液中含铁元素的微粒中HFeO4-转化为FeO42—。