高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染．已知高铁酸盐在低温碱性环境中稳定，易溶于水，难溶于无水乙醇等有机溶剂．常见高铁酸钾的制备方法如下

Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染．已知高铁酸盐在低温碱性环境中稳定，易溶于水，难溶于无水乙醇等有机溶剂．
常见高铁酸钾的制备方法如下：

制备方法	具体内容
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾和KNO2等产物
湿法	强碱性介质中，Fe（NO3）3与KClO反应生成紫红色高铁酸钾溶液
电解法	电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4

（1）干法制备反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为：___．
（2）某湿法制备高铁酸钾的基本流程及步骤如下：

①控制反应温度为25℃，搅拌1.5h，经氧化等过程溶液变为紫红色，该反应的离子方程式为___．
②在紫红色溶液中加入饱和KOH溶液，析出紫黑色晶体，过滤，得到K₂FeO₄粗产品．沉淀过程中加入饱和KOH溶液得到晶体的原因是___．
③K₂FeO₄粗产品含有Fe（OH）₃、KCl等杂质，用___方法进行分离提纯．其提纯步骤为：将一定量的K₂FeO₄粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，___，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置、过滤，用___洗涤2～3次，在真空干燥箱中干燥．
④若以FeCl₃ 代替Fe（NO₃）₃作铁源，K₂FeO₄的产率和纯度都会降低．一个原因是在反应温度和强碱环境下NaCl的溶解度比NaNO₃大，使得NaCl结晶去除率较低；另一个原因是___．
（3）工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na₂FeO₄，其工作原理如下图所示：阳极的电极反应为___；其中可循环使用的物质的电子式是___．

（4）已知25℃时，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38、K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，向该温度下含有Fe³⁺、Cu²⁺浓度均为0.01mol/L的溶液中，滴加浓NaOH溶液，当溶液pH=10时，溶液中c（Cu²⁺）：c（Fe³⁺）=___．

Answer 1

（1）氧化剂为KNO₃，被还原生成KNO₂，还原剂为Fe₂O₃，被氧化生成K₂FeO₄，根据电子转移守恒，则：（5-3）×n（KNO₃）=2×n（Fe₂O₃）×（6-3），可得：n（KNO₃）：n（Fe₂O₃）=3：1，
故答案为：3：1；
（2）硝酸铁晶体在碱性条件下被次氯酸钠氧化生成Na₂FeO₄，过滤除去杂质NaCl、硝酸钠，加入饱和KOH溶液后，将Na₂FeO₄转化为溶解度更小的K₂FeO₄，反应方程式为Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，冷却结晶、过滤，洗去高铁酸钾晶体表面的KOH和其他杂质，得到纯产品高铁酸钾．
①反应方程式为：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+6NaNO₃+3NaCl+5H₂O，反应离子方程式为：3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，加入饱和KOH溶液可以增大K⁺的浓度，减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出，
故答案为：该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小；
③由操作过程可知利用重结晶进行提纯，溶解后过滤除去氢氧化铁，加入氢氧化钾析出高铁酸钾，用乙醇洗涤，洗去可溶性杂化，并减少因溶解导致的损失，
故答案为：重结晶；过滤；乙醇；
④FeO₄^2-具有强氧化性，Cl^-被FeO₄^2-氧化，消耗产品使产率降低，
故答案为：Cl^-被FeO₄^2-氧化，消耗产品使产率降低；
（3）阳极是Fe失去失去电子，碱性条件下生成FeO₄^2-，阳极电极反应式为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，
阴极室得到A溶液为NaOH溶液，可以循环利用，NaOH的电子式为：，
故答案为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；；
（4）溶液中c（OH^-）=10^-4 mol/L，c（Cu²⁺）=(Ksp[Cu(OH)2])/(c2(OH-))，c（Fe³⁺）=(Ksp[Fe(OH)3])/(c3(OH-))，可得溶液中c（Cu²⁺）：c（Fe³⁺）=(2.2×10-20)/((10-4)2)：(4×10-38)/((10-4)3)=5.5×10¹³：1，
故答案为：5.5×10¹³：1．