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[高铁酸钾的制备

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高铁酸钾的制备与性质探究

摘要：

用次氯酸盐法在冰水浴的环境中制取高铁酸钾，在制取过程中首先要除去NaCl 的干扰，其次在实验过程要注意KOH的用量，当量过多时，产品的粘稠度会增加，不易烘干，产率偏高；在检验性质时，利用化学反应检验强氧化性，另外高铁酸钾是一种绿色的净水剂，可以用污水与之反应检验絮凝性

关键词：

高铁酸钾 制备 氧化性 净水能力

引言：

高铁酸钾的制备方法通常有高温氧化法, 电解法和次氯酸钠法, 其中以次氯酸钠法工艺较成熟；本实验拟通过次氯酸盐法制备高铁酸钾，高铁酸钾在水处理效果方面比一些普通无机絮凝剂更有效, 它具有氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭等多种功能, 并且在反应过程中不会产生二次污染和其他有毒副产物。

试剂及仪器：

·NaClO

·Fe(NO3)3·9H2O

·NaOH

·KOH

·砂芯漏斗、滤瓶、铁架台、烧杯、电炉、玻璃棒、表面皿

实验部分

1·1实验原理：次氯酸盐氧化法的制备原理：

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

Na2FeO4+4KOH====K2FeO4+2 NaOH

1·2取NaClO（有效氯）5%）20.00mL，加入NaOH固体12.07g（使NaOH溶液近饱和，析出次氯酸钠中的NaCl）。NaOH加入过程在冰浴中完成，使体系温度不致升高，并加入电磁子不断搅拌。加入后期置于室温，增加NaOH的溶解度，促进NaCl的析出。

1·3砂芯漏斗抽滤，弃去白色沉淀，滤液呈浅黄色，留用（耗时25分钟）。

1·4称取5.04g Fe(NO3)3·9H2O固体，在冰水浴中分批加入2中滤液，电磁子不断搅拌下。固体表面依次变红、暗紫、紫黑色。不断搅拌下，溶液变灰，逐渐向暗紫色、紫红色、紫黑色转变，即有高铁酸钠生成。反应1小时后溶液呈深紫红色。

1·5上步中反应体系中含有胶状Fe（OH）3，难以抽滤。故将其转至离心管中，离心10分钟，留上清液（深紫红色），与沉淀不易分别，直接倾倒。离心管中沉淀因有高铁酸钠溶液，呈紫红色。

1·6称取KOH固体于50ml小烧杯中，加入去离子水，用玻璃棒搅拌促进溶解，配成KOH饱和溶液，在冰水浴中向4中上清液缓慢加入该饱和溶液，冰浴保持5min；

1·7上步中高铁酸钾沉淀中无白色沉淀，则进行抽滤，滤干后，收集沉淀于小表面皿中，沉淀呈现紫黑色，在烘箱中烘烤45min后取出，称量得产品质量为2.38g； 2性质检验

2·1絮凝性的检验

取20ml东湖水于小烧杯中，加入少量的高铁酸钾，室温下静置10min；但由于水质较干净，无明显现象；

再取一杯含有大量絮状物质的废液，向其中加入所制得的高铁酸钾，振荡，结果絮状物质凝聚在一起，沉入烧杯底部 ，从而验证了高铁酸钾的絮凝性和净水作用；

2·2强氧化性的检验

取少量的Pb(Ac)2溶液比色管中，向其中加入极少量的K2FeO4，用无Pb(Ac)2高铁酸钾溶液作对比；过了一段时间后，产生了白色沉淀：PbO2

正是由于高铁酸钾具有强氧化性，将+2价的Pb氧化成+4价，形成了白色沉淀PbO2

结论：

经计算，理论产量为2.47g，本次试验所制得的高铁酸钾的产率为2.38/2.47×100%=96.4%

致谢：

薛航婕、刘欲文老师及为本次实验提供帮助的所有老师及同学

参考文献：

1、 顾国良·杨文忠 高铁酸钾的制备及应用 工业水处理 2006,26（3）

2、 张建·李亚峰 高铁酸钾的合成及应用 辽宁化工 2010,39（2）

3、 马荣华·刘春涛 高铁酸钾的制备及在水处理中的应用 水处理技术 2003,29（5）

4、 苏凤·张兴·李丽·孙晋方 高铁酸钾制备影响因素的实验研究 环境科学与管理 2010,35（11）

5、 吴耀国·姜向春·吉青杰 无机盐高铁酸钾在水处理中的应用 无机盐工业 2005,37（10）

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新一代绿色高效水处理剂;高铁酸钾的制备与应用

新一代绿色高效水处理剂;高铁酸钾的制备与应用

第２２卷第２期　

２００２年５月　山　西化工　ＳＨＡＮＸＩ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖ０１．２２　Ｎ０．２　

Ｍａｖ　２００２　

新一代绿色高效水处理剂　

——高铁酸钾的制备与应用　

田晋莉　，　

（１．太化集团有限公司化工厂，太原　王　渊　

０３００２１；２．神龙应用有限公司）　

摘要：综述了高铁酸钾的性质、制备方法，指出高铁酸钾作为一种集氧化、吸附、絮凝、杀菌、灭藻、　

除臭为一体的多功能水处理剂，具有十分广阔的开发前景。　

关键词：高铁酸钾；性质；合成；应用　

高铁酸钾（Ｋ：Ｆｅ０　）是一种比ＫＭｎＯ　、Ｏ　３和Ｃｌ：　

的氧化能力还强的强氧化剂，是一种非氯的新型高　

效饮水消毒剂和水处理剂，它可去除原水中的有机　

污染物，　尤其是对酚和硫化物有明显的氧化去除　

效果，还可以安全有效地氧化水中的ＣＮ一，对重金　

属离子也有吸附、沉降作用，还能使水脱色、脱臭　］。　

持别是在水质处理方面，与其它含氯型水处理剂相　

比，高铁酸钾对微污染水有良好的净化效果，而且不　

会引入有害生物体的二次污染；其分解产物　

Ｆｅ（（）Ｈ）。还有絮凝净水作用；游离的ＦｅＨ和Ｆｅ抖具　

有补血功能，能治疗缺铁性贫血等。由于它的这些特　

性，关于其合成与应用研究已成为水处理剂的研究　

热点之一［　。　

ｌ高铁酸钾的性质　

高铁酸根的分子式为ＦｅＯ：一，具有空问四面体　

结构，纯的高铁酸钾为紫黑色晶体，在常温下稳定　

１９８＿Ｃ以上开始分解。高铁酸钾的水溶液呈紫色，在　

整个ｐＨ范围内都具有强氧化性，其氧化还原电位　

在酸性条件下为２．２Ｏ　Ｖ，在碱性条件下为０．７　Ｖ。在　

水溶液中，它的４个氧原子等价，且慢慢地与水分子　

中的氧原子进行交换。高铁酸钾溶于水后，Ｆｅ　在水　

中分解并不直接转化为ＦｅＨ，而是经过＋５、＋４价　

的中问氧化态，逐渐还原成ＦｅＨ，而且Ｆｅ　还原成　

Ｆｅ。　过程中产生正价态水解产物，各种中间产物在　

Ｆｅ　还原成Ｆｅ。　过程中产生聚合作用，生成的Ｆｅ。　能很快形成Ｆｅ（ＯＨ）。胶体沉淀　］。　

高铁酸钾制备影响因素的实验研究

高铁酸钾制备影响因素的实验研究

第３５卷第１１期　２０１０年１１月　环境科学与管理　ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＭＡＮＡＧＥＭＩＥＮＴ　Ｖ　０１．３５　ＮＯ．１ｌ　Ｎ０Ｖ．２ＯｌＯ　

文章编号：１６７４—６１３９（２０１０）１１—００９１—０５　

高铁酸钾制备影响因素的实验研究　

苏凤，张兴，李丽，孙晋方　

（中铁西北科学研究院有限公司，甘肃兰州７３００００）　

摘要：文章介绍了湿法制备高铁酸钾的工艺，研究了次氯酸盐浓度、氧化反应温度、铁盐原料选择、洗涤所用　溶剂种类等对高铁酸钾纯度和产率的影响。实验表明在制备次氯酸盐溶液时用冰水浴反应温度控制为２０￣Ｃ，　选用３７．５％的ＫＯＨ溶液，可制得ＣＩＯ一质量分数为１２３．５　Ｌ的饱和次氟酸钾溶液。实验还表明制备高铁酸　钾的最佳反应时间为４５　ｍｉｎ，硝酸铁投加量为化学计量的８０％时，可得到纯度为８０％～９０％、产率为７１％的高　铁酸钾固体产物。通过实验提出在０℃饱和的氢氧化钾溶液中不断搅拌，高铁酸钾晶体可以充分析出。　关键词：高铁酸钾；硝酸铁；纯度；产率　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　Ｆｅｒｒａｔｅ　

Ｓｕ　Ｆｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉｎｇ，Ｌｉ　Ｌｉ，Ｓｕｎ　Ｊｉｎｆａｎｇ　

（Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＣＲＥＣ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｆｅｒｒａｔｅ　ｗａｓ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｈｙｐｏ—　ｃｈｌｏｒｉｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｒｅａｅｔｌｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｆｅｒｒｉｃ　ｓａｌｔ　ｄｏｓｅ，ｖａｌｉｄ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｓｏｌｖｅｎｔｓ　ｅｔｅ．ｔｈａｔ　ｉｍｐａｅｔｅｄ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄｓ　ａｎｄ　ｐｕｆｉ￣ｏｆ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｆｅｒｒａｔｅ，ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｆｔｅｒ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｏｆ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｆｅｒｒａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｐｕｒｉｔｙ　ｏｆ　８０％　

新高考微题型第3章微题型23氢氧化亚铁、高铁酸钾制备实验探究

新高考微题型第3章微题型23氢氧化亚铁、高铁酸钾制备实验探究

新高考微题型加练半小时

1

命题角度1 氢氧化亚铁制备实验探究

1．(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。

(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。

②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。

③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________。

2.某化学实验小组拟探究改进Fe(OH)2的制取方法。

方案1：

①实验药品：FeS固体、稀硫酸溶液、NaHCO3溶液；

②实验装置如图所示。

方案2：

①取一支试管，向其中加入一粒NaOH固体，再加入约2mL新制的FeSO4溶液；

②将试管置于酒精灯火焰上，对着有NaOH颗粒的部位小心加热(不能使液体剧烈沸腾)。使新高考微题型加练半小时

2 沉淀自下至上慢慢增多，观察下部沉淀颜色。

方案3：

①先在试管中滴入2～3mL液体石蜡；

②用胶头滴管小心往试管底部注入4～5mL新制的FeSO4溶液；

③再往试管中投入1粒绿豆大小的金属钠，观察反应现象。

回答下列问题：

(1)“方案1”中，后加入试管中的液体是__________，NaOH溶液的作用是_____________

___________________________________________________________。

(2)“方案2”中，对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是_________________________

_______________________________________________。

(3)“方案2”的沉淀中，上层沉淀的颜色是____________，下层沉淀的颜色是______________，发生此现象的原因是__________________________________________。

碱性条件下制备高铁酸钠方程式

碱性条件下制备高铁酸钠方程式

碱性条件下制备高铁酸钠方程式

因为Fe的价态是+6 制取方法有以下4种

工业制法(碱性条件)：

工业上先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入一定量的KOH就可制得高铁酸钾.制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下: 湿法制备——2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O; 干法制备——2FeSO4

+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑ .

电解法制备：

以铁为工作电极,通过电解NaOH溶液(12．0mol·L^-1)制备高铁酸钠,在体系温度为20-50℃,电流密度为500-2000A·m^-2条件下,探讨了超声作用对高铁酸钠反应速率的影响．实验结果表明,超声能够提高高铁酸钠的生成速率；超声作用的效应随着操作电流密度的增加而增强,在实验条件下,40℃时超声作用对高铁酸钠生成的影响最大．

采用次氯酸盐氧化法：

在10.00 mL质量分数为8%的次氯酸钠溶液中加入5.5 g氢氧化钠和0.70 g硫酸铁,可制备摩尔浓度（物质的量浓度）为0.01 mol/L的高铁酸钠.结果表明,以硫酸铁为水处理剂,不能有效去除废水中的锰离子;废水经2 mg/L高铁酸钠处理后,剩余锰离子质量浓度降至0.097 mg/L,去除率为90%,达到了国家饮用水水质标准(GB 5749—85).

其他制法 :

Fe2O3+3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O