电解高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于废水和生活用水的处理.从环境保护的角度看,制备

电解高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于废水和生活用水的处理.从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电解法:Fe+2NaOH+2H2O═Na2FeO4+H2↑.(1)采用铁片作阳极,NaOH溶液为电解质溶液,电解制备高铁酸钠,其电流效率可达到40%.写出阳极的电极反应式:______.(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是______.研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会生成Fe2O3膜而“钝化”,钝化的原因用反应式表示为______.(3)FeO42-易与水反应生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率.若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图1中4h后)过滤掉氢氧化铁,合成过程中FeO42-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据).图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况.下列判断正确的是______A.过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液B.过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大C.实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加D.实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0(4)碱性条件下,高铁酸盐的稳定性与温度有关(如图2).随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是______.(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值在于______A.将1mol Fe3O4氧化成高铁酸盐需10/3mol电子,可提高电流效率B.以铁的氧化物为电极,可以实现变废(Fe3O4或铁锈)为宝(高铁酸盐)C.自然界几乎没有铁单质,而有大量磁铁矿,该方法的原料来源广泛D.磁铁矿作为多孔电极不会出现钝化现象.

(1)铁失去电子,在碱性溶液中生成高铁酸根离子,同时有水生成,故答案为:Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O;
(2)铁丝网比铁片接触面积更大,电流效率更高,阳极铁失去电子,氢氧根也可能失去电子生成氧气,再与铁反应生成氧化铁,
故答案为:铁丝网的接触面积更大;因为铁电极上发生析氧反应4OH--4e-═O2↑+2H2O,氧气将铁氧化而得到氧化铁膜;
(3)由图可知,4h后若没有过滤氢氧化铁,高铁酸根离子浓度及电流效率均降低,A、C正确,B错误;虚线所示,6h后电流效率几乎为0,D正确,故答案为:ACD;
(4)高铁酸盐产率增高说明温度升高加快了高铁酸盐的生成速率,产率降低说明温度升高加快了高铁酸盐的分解速率,
故答案为:升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率,另一方面又加速FeO42-的分解;
(5)四氧化三铁不导电,不会提高电流效率,A错误;将铁的氧化物变为高铁酸盐,是变废为宝,B正确;磁铁矿存在较广,来源较为丰富,C正确;磁铁矿作为多孔电极不容易被氧化为氧化膜,D正确.故答案为:BCD.
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