高铁酸钾性质、-用途和制备的探究(上课)

高铁酸钾性质、用途和制备的探究一、高铁酸钾的性质和应用在常见钠、铝、铁三种金属元素中，铁元素有什么特点？从铁元素原子电子排布看，铁可以有更高价态的化合物吗？【资料链接】高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末，极易溶于水而成浅紫红色溶液。K2FeO4在水溶液中易水解，放出氧气，并沉淀出氢氧化铁。你能写出K2FeO4在水溶液中水解的离子反应方程式吗？4FeO42－+10H2O=4Fe(OH)3↓+8OH－+3O2↑如图2是FeO42－浓度为1.0mmol∙L-1的试样在不同pH随时间的变化。（注：800

min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变。）图2的实验目的是____________。研究FeO42－在不同pH溶液中的稳定性(或反应的速率)

如图3是FeO42－浓度为1.0mmol∙L-1的试样在不同温度下浓度随时间的变化。图3的实验可得到的结论是_________。其他条件相同时，温度越高，FeO42－越不稳定(或与水反应的速率越快)高铁酸钾在保存时应注意什么？【问题】K2FeO4是一种新型、高效、多功能水处理剂。K2FeO4的净水原理是什么？4FeO42－+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH－+3O2↑K2FeO4有强氧化性，能杀菌、消毒；还原产物为Fe(OH)3胶体，能吸附水中的悬浮物，作絮凝剂。【资料链接】K2FeO4比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强，是无二次污染的绿色处理剂。集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭八大特点为一体的综合性能，是其他水处理剂不可比拟的。pH在6~6.5时，每升水加入K2FeO46~10mg，常温下30min即可杀灭水体中致病菌、大肠杆菌、伤寒杆菌及病毒，去除率为99.5％~

99.95％。高铁酸钾水溶液中FeO42-的存在形态如图4所示。下列说法不正确的是A．改变溶液的pH，当溶液由pH=10降至pH=4的过程中，HFeO4-的分布分数先增大后减小B．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为HFeO4-+OH-=FeO42-+H2OC．pH=2的这种溶液中存在如下等式关系：2c(K＋)＝c(H3FeO4＋)＋c(H2FeO4)＋c(HFeO4-)D．pH=8的这种溶液中存在如下等式关系：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH-)＋c(HFeO4-)＋2c(FeO42-)C比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。Zn—K2FeO4高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列说法不正确的是Ａ．放电时负极反应为Zn－2e－+2OH－＝Zn(OH)2Ｂ．充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－+5OH－＝FeO42－+4H2OＣ．放电时正极附近溶液的碱性增强Ｄ．放电时，每转移0.2mol电子，负极的质量减少6.5gD【问题】高铁电池是正在研制中的可充电干电池，图5为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。放电时间长工作电压稳定二、高铁酸钾的制备【资料链接】常见高铁酸钾的制备方法如表1所示。【问题】干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。3:1Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O【问题】工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图6所示：2Fe3++3ClO－+10OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O温度升高可加快反应速率温度过高，次氯酸钠容易分解，致使Fe3+不能完全转化成FeO42−，产生其它的副产物，加速了高铁酸钾的分解。Cl－被FeO42－氧化，消耗产品使产率降低Fe3++2FeO42－+8OH－=3FeO43－+4H2O反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响工业生产中最佳温度为________，此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______。26℃1.2(5)实验测定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图8、图9所示。为了获取更多的高铁酸钾，铁盐的质量分数应控制在_______附近，反应时间应控制在_________。30%60min（6）粗K2FeO4→纯K2FeO4

包括重结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，洗涤干燥的目的是脱碱、脱水，洗涤时可以用＿＿＿＿洗涤。乙醇减少高铁酸钾的损耗Fe－6e－+8OH－=FeO42－+4H2O2H2O+2e－=H2↑+2OH－（3）电解过程中，阳极也有气体产生，该气体是_______；并观察到阳极有红褐色物质生成，该物质是_______________。Fe(OH)3O2若采用上图装置，则可以循环使用的物质的电子式为_______________。该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小<增大K＋浓度