由于高鐵酸鹽（Na₂FeO₄、K₂FeO₄）是正六價鐵鹽，所以具有很強的氧化性。它溶于水後能産生大量的原子氧，從而非常有效地殺滅水中的病菌和病毒。同時，自身被還原成新物質Fe（OH）₃，這是一種品質優良的無機絮凝劑，能高效地吸附水中的微細懸浮物并轉化為沉澱。實驗證明，由于其強烈的氧化和絮凝共同作用，高鐵酸鹽的消毒和除污效果，全面優于氯系消毒劑和高錳酸鹽。因此，高鐵酸鹽被科學家們公認為綠色消毒劑。

1、結構

FeO₄^2－的結構式如下：

其中，FeO₄^2－中的四個鐵氧鍵基本相同，Fe原子具有正四面體結構。構成高鐵酸鉀晶胞的基本結 構單元是FeO₄^2－，每個晶胞中含有4個K₂FeO₄ “分 子”。

2、物理性質

純高鐵酸鉀是具有紫黑色光澤的細微結晶粉 末，含雜質(如KCl、KOH)的高鐵酸鉀呈灰黑色。幹 燥的高鐵酸鉀在198℃以下是穩定的，它極易溶于水而形成類似高錳酸鉀的紫紅色溶液。

3、化學性質

(1) 不穩定性

高鐵酸鉀僅在濃堿溶液中能暫時存在，稀釋時 便會逐漸分解放出氧氣。

(2) 強氧化性

Fe(III)作為還原劑時的标準電極電勢如下：

從電極電勢可以看出，在酸性介質中FeO₄^2－是 一個強氧化劑，一般的氧化劑很難把Fe^3＋氧化成 FeO₄^2－；相反，在堿性介質中，Fe(III)卻能被一些氧化劑如NaClO所氧化。

高鐵酸鉀是比KMnO₄、O₃、Cl₂、ClO₂等氧化性更強的氧化劑。在堿性和中性環境下，其水溶液可氧化水而自身分解

4FeO₄^2－＋4H₂O=2Fe₂O₃＋8OH^－＋3O₂

2FeO₄^2－＋5H₂O=2Fe(OH)₃＋4OH^－＋3/2O₂

高鐵酸鉀在酸性介質中的氧化性強于堿性介質，且迅速分解而生成 Fe^3＋； 2FeO₄^2－＋ 10H^＋=2Fe^3＋＋3/2O₂＋5H₂O

(1) 高鐵電池是一種新 型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能較長時間保持穩定電壓。高鐵電池的總反應為：

下列叙述不正确的是( )

A. 放電時負極反應為Zn－2e^-＋2OH-=Zn(OH)₂

B. 充電時陽極反應為Fe(OH)₃ －3e^-＋5OH=FeO₄^2－ ＋4H₂O

C. 放電時每轉移3mol 電子，正極有1mol K₂FeO₄ 被氧化

D. 放電時正極附近溶液的堿性增強

解析：根據題給總反應式，髙鐵電池放電時必是鋅在負極失去電子，高鐵酸鈉在正極得到電 子。充電時，陽極上氫氧化鐵轉化成高鐵酸鈉。放 電時正極附近生成OH^－離子，堿性要增強。本題考查考生運用原電池、電解等基礎理論解決新情景問題的能力，試題又跟能源問題相聯系，很有吸引 力。

答案：C

(2)鐵合金是金屬材 料王國的霸主，亞鐵鹽、鐵鹽、髙鐵酸鹽等鐵的重 要化合物在不同領域中個扮演着重要的角色。這些 化合物之間可以相互轉化，利用轉化過程中發生的 特征變化，不僅能夠實現物質或能量的轉化，還用 于化學的定性或定量研究。

已知4FeO₄^2－隻能在強堿性介質中穩定存在，在 酸性介質或水中不穩定，

如4FeO₄^2－＋20H =4Fe^3＋＋3O₂＋10H₂O ；

4FeO₄^2－＋ 10H₂O = 4Fe(OH)₃＋3O₂＋8OH^－

請利用下列用品：FeCl₂溶液(淺綠色)、FeCl₃溶液(黃 色)、Na₂FeO₄溶液(紫紅色)、鐵粉、KSCN溶液、NaOH 溶液、NaClO溶液、鹽酸、金屬鋅片、惰性電極(或放電 物質做電極)材料、蒸餾水及必要的實驗儀器，完 成下列任務：

①設計一個實現上述轉化①或者④的 實驗方案(要求産物純淨)，寫出簡要的實驗步驟。

②在濃堿中，用NaClO可以實現轉化②，這一 反應的離子方程式為(不必配平) 。

③一種新型高能堿性電池利用轉化③将化學能 轉化為電能，該電池由電解質(KOH水溶液)、 K₂FeO₄、金屬鋅及必要的填充材料構成。該電池放電時發生反應的化學方程式為 (不必配平)

④高鐵酸鹽是比高錳酸鹽更強的氧化劑，研究證明它是一種“綠色環保高效”淨水劑。目前國内 外廣泛使用的含氯飲用水消毒劑(均為含氯的物 質：如漂白粉、氣氣和二氧化氯等，它們具很好的殺菌效果，但不能除去水中的懸浮雜質，為了除去水中的細微懸浮物，還需另外添加絮凝劑，如聚合鋁的氯化物。高鐵酸鹽的性能更為優良，為什麼說它作為淨水劑是“綠色環保髙效”的)？ 。

解析：本題起點高，但是落點非常低。(1) 本小題是一道開放性試題，可以根據自己的知識儲 備任意選擇一種情況；(2)、(3)考查考生對氧化還原 基礎知識的理解和應用能力；(4)考查考生對膠體知 識的了解及在日常生活中的應用。

答案:(1)，④：在三氣化鐵溶液中加入過量 的鐵粉，充分反應後，過濾，濾液在氯化氫的蒸氣中蒸幹，可得氯化亞鐵固體。

(2) 3ClO^－＋2Fe(OH)₃＋4OH^－=2FeO₄^2－＋3Cl^－＋5H₂O

(3) 2K₂FeO₄＋3Zn＋8H₂O = 2Fe (OH)₃＋3Zn (OH)₂＋4KOH

(4) 該淨水劑在殺菌消毒的過程中被還原為＋3 價的鐵，形成具有強吸附性的氫氧化鐵，通過吸附 與水中的細微懸浮物共同聚沉，對環境和生命體都 不會構成危害。

(1997•上海.27)高鐵酸鈉(Na₂FeO₄)是水處理 過程中使用的一種新型淨水劑，它氧化性比高錳酸 鉀更強，本身在反應中被還原為Fe^3＋離子。

①配平制取高鐵酸鈉的化學方程式:_ Fe(NO₃)₃＋__NaOH＋ Cl₂ =__ Na₂FeO₄＋ NaNO₃＋__NaCl＋ H₂O；反應中______ 元素被氧化，轉移電子總數為_______

②高鐵酸鈉之所以能淨水，除了能消毒外，另 一個原因是

解析：本題考査考生配平氧化還原方程式的能 力以及對膠體知識的掌捏和應用。

答案：①根據電子轉移守恒，得 2，16，3，2，6，6，8，②Na₂FeO₄在分解過程中生成Fe (OH)3膠體吸附水中的懸浮物，達到淨化水的 目的。

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