Question

【题目】高铁酸钾(K2FeO4) 易溶于水。受热分解生成氧气。高铁酸钾的工业制法有多种，其中一种的主要步骤如图所示(方框内为主产物)。

（1）①中反应的离子方程式是_____________________________。

（2）③中的反应为: Na2FeO4(s)+2KOH(aq) K2FeO4(s)+2NaOH(aq)，能生成高铁酸钾的可能原因是____________；用饱和KOH 溶液的目的除了减少K2FeO4的溶解外，还有_____________。

（3） 提纯粗K2FeO4采用的方法是___________________(选填“萃取”、“蒸馏”、“重结晶”)。提纯过程中溶解粗K2FeO4 固体应选用__________(填序号)。

A.水 B.稀硫酸 C.KOH 溶液 D.NaOH 溶液

（4）某温度下，高铁酸钾溶液在不同pH 下的分解曲线如图所示。为延长高铁酸钾溶液的保存时间，可采取的措施是________________；完成pH>7 时的化学反应方程式配平:__ K2FeO4 +___=___KOH+___Fe(OH)3↓+________，____________________

（5）用高铁酸钾处理污水，能去污、杀菌、消毒，且自身被还原生成的Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体。现用两种分别含有葡萄糖、甲苯的人工污水，每升分别加入30mg K2FeO4，相同温度下最终去除效果见下表。

项目	葡萄糖溶液	甲苯溶液
起始COD/(mg·L-1)	1124	1966
处理后COD/(mg·L-1)	983	526
去除率/%	11.54	73.24

已知: 化学需氧量(COD) 指的是: 在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧气的亳克数，以mg·L-1表示。该指标也作为污水中有机物含量的综合指标之一。由甲苯引起的1L 污水，当去除率为73.24%时，理论上需高铁酸钾_____mg。[ 已知 :M(K2FeO4)=198g/mol]。理论上需要的m (Na2FeO4 ) 大于实际用量，说明Na2FeO4 去除有机污水的原理除了氧化作用外，另一个原因可能是_____________________________。

Answer 1

【答案】 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小 增大K+离子浓度，平衡向右移动，有利于K2FeO4生成 重结晶 C 降低温度和升高溶液的pH 4 K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑ 1.188×104(或11880、1.2×104等) K2FeO4还原生成的Fe3+离子水解生成Fe(OH)3胶体，对有机物的吸附而除去(或Fe(OH)3胶体有吸附作用)

【解析】（1）①中氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2）③中的反应为:Na2FeO4(s)+2KOH(aq) K2FeO4(s)+2NaOH(aq)，能生成高铁酸钾的可能原因是K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小；用饱和KOH溶液的目的除了减少K2FeO4的溶解外，还有增大K+离子浓度，平衡向右移动，有利于K2FeO4生成；（3）提纯粗K2FeO4采用的方法是重结晶、洗涤、低温烘干的方法；K2FeO4固体在水、稀硫酸、NaOH溶液中的溶解度均较大，故提纯过程中溶解粗K2FeO4固体应选用KOH溶液中，答案选C；（4）根据图中信息可知，温度越低，pH越大c(FeO42-)较大，为延长高铁酸钾溶液的保存时间，可采取的措施是降低温度和升高溶液的pH； pH>7时为碱性，根据氧化还原反应及质量守恒进行配平，化学反应方程式为4 K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑；由甲苯引起的1L污水，当去除率为73.24%时，COD为（1966-526）mg，根据得失电子守恒有（1966-526），理论上需高铁酸钾11880mg;理论上需要的m(Na2FeO4)大于实际用量，说明Na2FeO4去除有机污水的原理除了氧化作用外，另一个原因可能是K2FeO4还原生成的Fe3+离子水解生成Fe(OH)3胶体，对有机物的吸附而除去(或Fe(OH)3胶体有吸附作用)。