高铁酸钾专题

活动一：高铁钾的化学性质
K2FeO4 在水溶液中易水解：4FeO42—+10H2O 4Fe(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 ． H2 O 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。 pH溶液中的稳定性（或与水反应的速率） ①实验1的目的是 探究高铁酸钾在不同 ； 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， -离子浓度大，不利于高铁酸钾与水反应正向进行 主要原因是 pH=11.50溶液中OH 。
CrO2－ ＋ FeO42－ ＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋ CrO42－ ＋OH－
活动四：高铁酸钾的应用
高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。 已知：4FeO42－＋10H2O 4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。 K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有 。 K2FeO4具有强氧化性，能够消毒杀菌； 同时FeO42－ 被还原成Fe3+，Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体，能够吸附 水中悬浮杂质。
3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH
高铁电池是正在研制中的可充电干电池，下图为该 电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的 工作电压稳定 。 高铁电池的优点有 放电时间长 、
本课小结
1. 以高铁酸钾的化学性质为载体，复习盐类水解、平衡移动、 离子浓度等。 2. 以高铁酸钾的制备为载体，复习氧化还原反应、化工流程 图、实验的评价、电化学等。 3.以高铁酸钾的应用为载体，复习氧化还原反应、分散系、 电化学等. 4. 以高铁酸钾含量的测定为载体，复习新背景下氧化还原反 应方程式的书写、化学计算等。
课后活动：高铁酸钾含量的测定
测定某K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下： 步骤1：准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中 步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO2－与FeO42－反应生成Fe(OH)3和CrO42－ 步骤3：加稀硫酸，使CrO42－转化为Cr2O72－，CrO2－转化为Cr3＋，Fe(OH)3转 化为Fe3＋ 步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol· L－1 (NH4)2Fe(SO4) 2标准溶液滴 定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4) 2溶液V1 mL。滴定时发生的反应为： Fe2＋＋Cr2O72－＋H＋→Fe3＋＋Cr3＋＋H2O（未配平） ① 写出步骤2中发生反应的离子方程式 。 cV1 mol· ② 根据上述实验数据，测定该溶液中K2FeO4的浓度为 L－1（用含 字母的代数式表示）。 3V
2015届高三化学二轮专题复习
高铁酸钾专题
江苏省高淳高级中学 龚仁宗
情景素材
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。
搅拌， 30 ℃以下 KClO 过量 50%
⑴在农业生产中，滤液1可用作 复合肥（或化肥） 。 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： 防止生成的K2FeO4发生分解 ，搅拌的目的是： 。 为了加速反应物之间的接触，加快化学反应速率。 ⑶结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是：增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出 。 ⑷某温度下，将Cl2通入KOH溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合 溶液，经测定ClO－与ClO3－离子的物质的量之比是1：2，则Cl2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 11∶3 。
。
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 ：
KOH 溶液 一定浓度 Fe(NO3)3 溶液 48% KOH 溶液
过滤 过滤
KCl 晶体 高浓度 KClO 溶液 浓 KOH
氧化 结晶 过滤
Cl2
KOH 溶液 Fe(OH) 3 固体 滤液1 Fe(OH)3料浆
滤液2 粗品 纯品
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 3.6mol/L 。（计算结果保留一位小数） 物质的量浓度约为_________
3. 从环境保护的角度看，制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法，其装 置如图所示，则阳极的电极反应式为 Fe + 8OH─ ─6e─ = FeO42─ + 4H2O 。
A．放电时，负极材料为Zn B．放电时负极反应为：Zn — 2e— + 2OH— == Zn(OH)2 C．充电时阳极反应为：Fe(OH)3 — 3e— + 5OH— == FeO42— + 4H2O D．放电时正极附近溶液的碱性增强 E．充电时阴极附近溶液的pH变大 F．放电时每转移3mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化 G．放电时，每转移0.2 mol电子，负极的质量减少6.5 g
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 ；
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 。
活动二：高铁酸钾的制备
干法 湿法 Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 强碱性介质中，Fe(NO3)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K2FeO4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
活动四：高铁酸钾的应用
比亚迪双模电动汽车使用高 铁电池供电，高铁电池是一种以 合成稳定的高铁酸盐（K2FeO4、 BaFeO4等）作为高铁电池的正极 材料制作的，具有能量密度大、 体积小、重量轻、寿命长、无污 染、与普通高能电池相比该电池 能长时间保持稳定的放电电压等 特点的新型化学电池。
高铁电池的总反应为： 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O
⑸实验测得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 。
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： 3ClO—＋Fe3+＋3H2O＝Fe(OH)3↓＋3HClO 。 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：2FeO42—＋Fe3+＋8OH—＝3FeO43—＋4H2O 。
探究温度对FeO42－浓度的影响
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