高铁酸钾专题

高铁酸钾专题

氧化剂

K2FeO4纯品为暗紫色有光泽粉末。198℃以下稳定。极易溶于水而成浅紫红色溶液，静置后会分解放出氧气，并沉淀出水合三氧化二铁。溶液的碱性随分解而增大，在强碱性溶液中相当稳定，是极好的氧化剂。具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。主要用于饮水处理。化工生产中用作磺酸、亚硝酸盐、亚铁氰化物和其他无机物的氧化剂，在炼锌时用于除锰、锑和砷，烟草工业用于香烟过滤嘴等。

活动一：高铁酸钾的化学性质

K2FeO4 在水溶液中易水解：4FeO42—+10H2O4Fe(OH)3+8OH—+3O2↑

1. 在粗K2FeO4提纯中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用溶液（填序号）。

A．H2O B．CH3COONa、异丙醇

C．NH4Cl、异丙醇 D．Fe(NO3)3、异丙醇

2. 为探究高铁酸钾的某种性质，进行如下两种实验：

实验一：将适量K2FeO4分别溶解于pH为4.74、7.00、

11.50的水溶液中，配的FeO42—浓度为1.0m mol·L—1的

试样，分别静置800min，考查初始pH不同的水溶液对

K2FeO4某种性质的影响，结果见图1。

①实验1的目的是

②由图1可知，800min时，初始pH=11.50的溶液中，

高铁酸钾的最终浓度比pH=4.74的溶液中高，

主要原因是。

答案：2.○1探究高铁酸钾在不同pH溶液中的稳定性（或与水反应的速率）

○2pH=11.50溶液中OH-离子浓度大，不利于高铁酸钾与水反应正向进行

实验二：将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成

FeO42—浓度为1.0m mol·L—1的试样，将试样分别置于20℃、

30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考查不同温度对K2FeO4某

种性质的影响，结果见图2。

③实验2可得出的结论是

答案：在溶液中温度越高，高铁酸钾越不稳定。高铁酸钾与

水反应的△H ＞0 。

3.高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，是一种优良的水

处理剂。其水溶液中FeO42－在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是。A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态

B．向pH＝10的这种溶液中加硫酸至pH＝2，HFeO4－的分布分数逐渐增大

C．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－＋H2O

D．pH＝2的这种溶液中存在如下等式关系：2c(K+)=c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4－) E．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－)

F．H2FeO4的某些性质与H2O相似

活动二：高铁酸钾的制备 干法 Fe 2O 3、KNO 3、KOH 混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO 2等产物

湿法 强碱性介质中，Fe(NO 3)3与NaClO 反应生成紫红色高铁酸盐溶液

电解法 制备中间产物Na2FeO4

1.写出干法制备K 2FeO 4的化学方程式： 。 干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 __。

2.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 ：

⑴在农业生产中，滤液1可用作 。

⑵上述氧化过程中，发生反应的离子方程式是： ，控制反应温度30℃

以下的原因是： ，搅拌的目的是： __________________________________。

⑶结晶过程中加入浓KOH 溶液的作用是： 。

⑷某温度下，将Cl 2通入KOH 溶液中，反应后得到KCl 、KClO 、KClO 3的混合溶液，经测定ClO －与ClO 3－

离子的物质的量之比是1：2，则Cl 2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 。 ⑸实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K 2FeO 4

产率的实验数据分别如图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 附近、反应时间应控制在 。 搅拌，30℃以下 KClO 过量50% Cl 2 过滤 KCl 晶体 高浓度KClO 溶液 KOH 溶液 过滤 Fe(OH)3固体 滤液1 48% KOH 溶液 一定浓度 Fe(NO 3)3溶液 KOH 溶液 Fe(OH)3料浆 氧化 结晶 过滤

浓KOH 滤液2 粗品 纯品

原理为：

3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH＝2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O

Na2FeO4＋2KOH＝K2FeO4＋2NaOH

(6)流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp(K2FeO4)___Ksp(Na2FeO4)（填“＞”或“＜”或“＝”）。

(7)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。若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe(OH)3，写出该反应的离子方程式：

。

若Fe(NO3)3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：。

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）

答案：（1）复合肥（或化肥）

（2）防止生成的K2FeO4发生分解：为了加速反应物之间的接触，加快化学反应速率。

（3）增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出

（4）11∶3

（7）3ClO—＋Fe3+＋3H2O＝Fe(OH)3↓＋3HClO;