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高鐵酸鉀性質、用途和制備的探究一、高鐵酸鉀的性質和應用在常見鈉、鋁、鐵三種金屬元素中,鐵元素有什么特點?從鐵元素原子電子排布看,鐵可以有更高價態(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的實驗目的是____________。研究FeO42-在不同pH溶液中的穩(wěn)定性(或反應的速率)

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間的變化。圖3的實驗可得到的結論是_________。其他條件相同時,溫度越高,F(xiàn)eO42-越不穩(wěn)定(或與水反應的速率越快)高鐵酸鉀在保存時應注意什么?【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有強氧化性,能殺菌、消毒;還原產物為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,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,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.改變溶液的pH,當溶液由pH=10降至pH=4的過程中,HFeO4-的分布分數(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系:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HFeO4-)+2c(FeO42-)C比亞迪雙模電動汽車使用高鐵電池供電。Zn—K2FeO4高鐵電池的總反應為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列說法不正確的是A.放電時負極反應為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.充電時陽極反應為Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2OC.放電時正極附近溶液的堿性增強D.放電時,每轉移0.2mol電子,負極的質量減少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)點有________、__________。放電時間長工作電壓穩(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的反應中,氧化劑與還原劑的物質的量之比為______。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速率溫度過高,次氯酸鈉容易分解,致使Fe3+不能完全轉化成FeO42?,產生其它的副產物,加速了高鐵酸鉀的分解。Cl-被FeO42-氧化,消耗產品使產率降低Fe3++2FeO42-+8OH-=3FeO43-+4H2O反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產率都有影響工業(yè)生產中最佳溫度為________,此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液最佳質量濃度之比為______。26℃1.2(5)實驗測定鐵鹽溶液的質量分數(shù)、反應時間與K2FeO4產率的實驗數(shù)據(jù)分別如圖8、圖9所示。為了獲取更多的高鐵酸鉀,鐵鹽的質量分數(shù)應控制在_______附近,反應時間應控制在_________。30%60min(6)粗K2FeO4→純K2FeO4

包括重結晶、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,陽極也有氣體產生,該氣體是_______;并觀察到陽極有紅褐色物質生成,該物質是_______________。Fe(OH)3O2若采用上圖裝置,則可以循環(huán)使用的物質的電子式為_______________。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

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