摘要:24.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型.高效.多功能水处理剂.是比Cl2.O3.ClO2.KMnO4氧化性更强.无二次污染的绿色水处理剂.工业上是先制得高铁酸钠.然后在低温下.在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和就可析出高铁酸钾.制备方法有:① 湿法:次氯酸盐氧化法 ② 干法:高温过氧化物法. (1)湿法制备的的主要反应方程为: Fe(OH)3 + NaClO+ → Na2FeO4 + NaCl + H2O 在空格中填写适当物质.并配平反应化学方程式. (2)干法制备中牵涉到的物质有:FeSO4.Na2FeO4.Na2SO4.Na2O2 发生氧化反应的过程是: → (3)制备相同质量Na2FeO4时转移的电子数.湿法制备 干法制备(填〝>〞或〝<〞或〝=〞). (4)干法制备中一定要在密闭的容器中进行.原因是 . (5)高铁酸钾和二氧化氯都是高效杀菌消毒剂.但消毒效率是不相同的.则高铁酸钾的效率是二氧化氯的 倍.
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(2011?湛江二模)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂.其生产工艺如下:

(1)反应①应在温度较低的情况下进行.因在温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3.写出在温度较高时KOH 与Cl2反应的化学方程式
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是
A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为 KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为
(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净
(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:
FeO42-+H2O=Fe(OH)3(胶体)+O2↑+OH-.
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(1)反应①应在温度较低的情况下进行.因在温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3.写出在温度较高时KOH 与Cl2反应的化学方程式
6KOH+3Cl2
KClO3+5KCl+3H2O
| ||
6KOH+3Cl2
KClO3+5KCl+3H2O
,该反应的氧化产物是
| ||
KClO3
KClO3
.(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是
AC
AC
(填编号).A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为 KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为
2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
.(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净
用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸银溶液,无白色沉淀则已被洗净.
用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸银溶液,无白色沉淀则已被洗净.
.(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:
FeO42-+H2O=Fe(OH)3(胶体)+O2↑+OH-.
(2011?泰州二模)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.已知高铁酸盐热稳定性差,工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:

(1)在农业生产中,滤液1可用作
(2)上述氧化过程中,发生反应的离子方程式是:
(3)结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是:
(4)某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO3-离子的物质的量之比是1:2,则Cl2与氢氧化钾反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为
(5)实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率的实验数据分别如下图1、图2所示.为了获取更多的高铁酸钾,铁盐的质量分数应控制在

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(1)在农业生产中,滤液1可用作
复合肥(或化肥)
复合肥(或化肥)
.(2)上述氧化过程中,发生反应的离子方程式是:
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
,控制反应温度30℃以下的原因是:防止生成的K2FeO4发生分解
防止生成的K2FeO4发生分解
.(3)结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是:
增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出
增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出
.(4)某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO3-离子的物质的量之比是1:2,则Cl2与氢氧化钾反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为
11:3
11:3
.(5)实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率的实验数据分别如下图1、图2所示.为了获取更多的高铁酸钾,铁盐的质量分数应控制在
30%
30%
附近、反应时间应控制在60min
60min
.(12分)高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用,高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下:![]()
试回答下列问题
(1)操作①搅拌的目的是: 。
(2)操作②与操作③相同,该操作名称是:___________________。
(3)反应器中,NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的离子方程式为: _______________________。
(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响,当高铁酸钾产率最高时,NaClO的物质的量浓度约为_________。(计算结果保留一位小数)
(5)从环境保护的角度看,制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法,其装置如图乙所示,则阳极的电极反应式为 。
高铁酸钾为暗紫色有光泽粉末,极易溶于水而成浅紫红色溶液,静置后会分解放出氧气.高铁酸钾具有强氧化性,为一种新型非氯高效消毒剂,也是一种新型的绿色环保水处理材料,主要用于饮水处理.某化学兴趣小组欲制备高铁酸钾,并查阅了大量的资料,发现制备高铁酸钾的方法有多种.
Ⅰ电解法 用石墨和铁丝网为电极,采用10V的直流电源,电解浓氢氧化钾溶液,电解约8小时左右,得到约5%高铁酸钾溶液,经提纯后得到高铁酸钾固体.
Ⅱ化学氧化法 实验室制备过程如下:

回答下列问题:
(1)电解法制高铁酸钾时, 作阴极(填“石墨”或“铁丝网”),阳极的电极反应为 .
(2)化学氧化法时
①碱性次氯酸钾溶液,分多次加入硝酸铁原因: ,涉及到的离子方程式: .
②高铁酸钾是一种新型的绿色环保水处理材料,主要用于饮水处理.用所学的知识解释处理水的原因: .
(3)简单说明化学氧化法的缺点: .
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Ⅰ电解法 用石墨和铁丝网为电极,采用10V的直流电源,电解浓氢氧化钾溶液,电解约8小时左右,得到约5%高铁酸钾溶液,经提纯后得到高铁酸钾固体.
Ⅱ化学氧化法 实验室制备过程如下:
回答下列问题:
(1)电解法制高铁酸钾时,
(2)化学氧化法时
①碱性次氯酸钾溶液,分多次加入硝酸铁原因:
②高铁酸钾是一种新型的绿色环保水处理材料,主要用于饮水处理.用所学的知识解释处理水的原因:
(3)简单说明化学氧化法的缺点:
(1)向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式:
①Fe3++3OH-=Fe(OH);②
2Fe(OH)3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
2Fe(OH)3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
.(2)高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧,从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒,与此同时,自身被还原成新生态的Fe(OH)3,这是一种品质优良的无机絮凝剂,能高效地除去水中的微细悬浮物.将适量K2Fe2O4溶液于pH=4.74的溶液中,配制成c(FeO2-4)=1.0mmol?L-1试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO+2-4)的变化,结果见图.高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为
4FeO2-4+10H2O=4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑
4FeO2-4+10H2O=4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑
,该反应的△H>
>
0(填“>”“<”或“=”).(3)高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料,用它做成的电池能量高,放电电流大,能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O
| 放电 |
| 充电 |
Zn+2OH--2e-=Zn(OH)
Zn+2OH--2e-=Zn(OH)
,若外电路有5.418×1022个电子通过,则正极有5.94
5.94
g高铁酸钾参与反应.(4)测定某K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下:
步骤1:准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中
步骤2:在强碱性溶液中,用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe(OH)3和CrO2-4
步骤3:加足量稀硫酸,使CrO2-4转化为Cr2O2-7,CrO-2转化为Cr3+,Fe(OH)3转化为Fe2+
步骤4:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用c mol?L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液V1mL.
①滴定时发生反应的离子方程式为
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
.②原溶液中K2FeO4的浓度为
| cV1 |
| 3V |
| cV1 |
| 3V |