高鐵酸鉀性質(zhì)、-用途和制備的探究(上課)

高鐵酸鉀性質(zhì)、用途和制備的探究一、高鐵酸鉀的性質(zhì)和應(yīng)用在常見鈉、鋁、鐵三種金屬元素中，鐵元素有什么特點(diǎn)？從鐵元素原子電子排布看，鐵可以有更高價(jià)態(tài)的化合物嗎？【資料鏈接】高鐵酸鉀純品為暗紫色有光澤粉末，極易溶于水而成淺紫紅色溶液。K2FeO4在水溶液中易水解，放出氧氣，并沉淀出氫氧化鐵。你能寫出K2FeO4在水溶液中水解的離子反應(yīng)方程式嗎？4FeO42－+10H2O=4Fe(OH)3↓+8OH－+3O2↑如圖2是FeO42－濃度為1.0mmol?L-1的試樣在不同pH隨時(shí)間的變化。（注：800

min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變。）圖2的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀___________。研究FeO42－在不同pH溶液中的穩(wěn)定性(或反應(yīng)的速率)

如圖3是FeO42－濃度為1.0mmol?L-1的試樣在不同溫度下濃度隨時(shí)間的變化。圖3的實(shí)驗(yàn)可得到的結(jié)論是_________。其他條件相同時(shí)，溫度越高，F(xiàn)eO42－越不穩(wěn)定(或與水反應(yīng)的速率越快)高鐵酸鉀在保存時(shí)應(yīng)注意什么？【問題】K2FeO4是一種新型、高效、多功能水處理劑。K2FeO4的凈水原理是什么？4FeO42－+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+8OH－+3O2↑K2FeO4有強(qiáng)氧化性，能殺菌、消毒；還原產(chǎn)物為Fe(OH)3膠體，能吸附水中的懸浮物，作絮凝劑?！举Y料鏈接】K2FeO4比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng)，是無二次污染的綠色處理劑。集氧化、吸附、絮凝、沉淀、滅菌、消毒、脫色、除臭八大特點(diǎn)為一體的綜合性能，是其他水處理劑不可比擬的。pH在6~6.5時(shí)，每升水加入K2FeO46~10mg，常溫下30min即可殺滅水體中致病菌、大腸桿菌、傷寒桿菌及病毒，去除率為99.5％~

99.95％。高鐵酸鉀水溶液中FeO42-的存在形態(tài)如圖4所示。下列說法不正確的是A．改變?nèi)芤旱膒H，當(dāng)溶液由pH=10降至pH=4的過程中，HFeO4-的分布分?jǐn)?shù)先增大后減小B．向pH=6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HFeO4-+OH-=FeO42-+H2OC．pH=2的這種溶液中存在如下等式關(guān)系：2c(K＋)＝c(H3FeO4＋)＋c(H2FeO4)＋c(HFeO4-)D．pH=8的這種溶液中存在如下等式關(guān)系：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH-)＋c(HFeO4-)＋2c(FeO42-)C比亞迪雙模電動(dòng)汽車使用高鐵電池供電。Zn—K2FeO4高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列說法不正確的是Ａ．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－+2OH－＝Zn(OH)2Ｂ．充電時(shí)陽極反應(yīng)為Fe(OH)3－3e－+5OH－＝FeO42－+4H2OＣ．放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)Ｄ．放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，負(fù)極的質(zhì)量減少6.5gD【問題】高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，圖5為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。放電時(shí)間長工作電壓穩(wěn)定二、高鐵酸鉀的制備【資料鏈接】常見高鐵酸鉀的制備方法如表1所示?！締栴}】干法制備K2FeO4的反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______。3:1Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O【問題】工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的流程如圖6所示：2Fe3++3ClO－+10OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O溫度升高可加快反應(yīng)速率溫度過高，次氯酸鈉容易分解，致使Fe3+不能完全轉(zhuǎn)化成FeO42?，產(chǎn)生其它的副產(chǎn)物，加速了高鐵酸鉀的分解。Cl－被FeO42－氧化，消耗產(chǎn)品使產(chǎn)率降低Fe3++2FeO42－+8OH－=3FeO43－+4H2O反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對(duì)高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為________，此時(shí)Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為______。26℃1.2(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)定鐵鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時(shí)間與K2FeO4產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如圖8、圖9所示。為了獲取更多的高鐵酸鉀，鐵鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在_______附近，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在_________。30%60min（6）粗K2FeO4→純K2FeO4

包括重結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等步驟，洗滌干燥的目的是脫堿、脫水，洗滌時(shí)可以用＿＿＿＿洗滌。乙醇減少高鐵酸鉀的損耗Fe－6e－+8OH－=FeO42－+4H2O2H2O+2e－=H2↑+2OH－（3）電解過程中，陽極也有氣體產(chǎn)生，該氣體是_______；并觀察到陽極有紅褐色物質(zhì)生成，該物質(zhì)是_______________。Fe(OH)3O2若采用上圖裝置，則可以循環(huán)使用的物質(zhì)的電子式為_______________。該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小<增大K＋濃度