[高铁酸钾的制备
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)
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
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
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
水处理剂高铁酸钾的制备及表征
长江大学学报(自科版) 2013年9月号理工上旬刊第1o卷第25期 Journal of Yangtze University(Nat Sci Edit) Sep.2013,Vo1.10 No.25 ・ 27 ・
水处理剂高铁酸钾的制备及表征
陈林萍 (长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)
彭友新 (宁波润泽畜牧环保科技有限公司,浙江宁波31 51 o0)
陈 武,梅 平 (长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)
[摘要]利用次氯酸盐氧化法制备了高铁酸钾(K。FeO ),研究了硝酸铁的质量分数、氧化反应温度、氧 化反应时间、重结晶温度以及重结晶时间等因素对制备KzFe0 产品的纯度或产率的影响。综合考虑纯度 和产率,确定制备K:FeO 的适宜条件为:采用一步法,以Fe(NO。) ・9H O作为铁源,投料质量百分 比为2O ,NaCl0的质量浓度为270g/I ,合成NazFeO 的时间为1.5h,合成温度2O℃,合成K2Fe0 的适宜时间15min,合成温度2O℃,洗涤温度一5℃,干燥温度6O℃。对合成的固态K FeO 样品进行了 纯度、产率的分析,并对合成产品进行了结构表征。红外分析结果表明,所合成产物具有K FeO 特征吸 收峰;SEM图表明,合成的K。Fe0 产品晶体与 KzFeO 型正交晶系的晶胞一致。XRD测试结果表明, 合成的KzFeO 产品晶胞参数与标准衍射卡的晶胞参数基本一致。因此,合成产品就是目标产物K。FeO , 且纯度高达98 以上。 [关键词]KzFeO ;次氯酸盐氧化法;制备;结构表征 [中图分类号]TQO85.412 [文献标志码]A [文章编号]1673—1409(2013)25—0027—05
高铁酸钾(KzFeO )是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭为一体的非氯新型高效多功
能绿色水处理剂 ],它弥补了传统水处理剂对水体形成二次污染的不足口]。具有良好的氧化除污功效,
K2FeO4的性质总结
陈爱梅老师资料 版权所有违版必究
1
K2FeO4的性质及考点总结
一、 资料
高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性的紫色固体,可作为水处理剂和高容量电池材料,是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂 。具有以下性质
①可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于异丙醇;
①在0①-5①,强碱性溶液中比较稳定;
①在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;
①在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2,
二、制备
高铁酸钾有以下几种常见制备方法:
干法
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
Fe2O3+3KNO3+4KOH≜3KNO2+2K2FeO4+2H2O
湿法 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
3ClO-+2Fe3++10OH﹣=2FeO42﹣+5H2O+3Cl-
电解法 制备中间产物Na2FeO4 , 再与KOH溶液反应
Cl2,Fe(OH)3,KOH制备
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O
Cl2,Fe(NO3)3,KOH制备
2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O
陈爱梅老师资料 版权所有违版必究
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1、干法制备:干法制备K2FeO4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__3:1_ .
2、湿法制备:湿法制备中,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 .
高铁酸钾制备方程式
高铁酸钾制备的方程式
想象一下,你在实验室里,穿着白大褂,戴着护目镜,手里
拿着试管和烧杯,准备开始一场奇妙的化学反应之旅。这趟旅程
的目的地就是——高铁酸钾!
要制备高铁酸钾,咱们有几个方法可以选择。第一种方法,
咱们可以用氧化铁(Fe2O3)、硝酸钾(KNO3)和氢氧化钾
(KOH)来反应。这个反应挺有意思的,就像是一场电子的接力
赛。氧化铁里的铁原子,它想要变得更稳定,于是就把自己的电
子送给了硝酸钾里的氮原子。这样一来,铁原子就变成了高铁酸
根离子(FeO4^2-),而氮原子则变成了亚硝酸钾(KNO2)。当
然啦,这个过程还需要一些水来帮忙,所以反应的最后还会生成
水(H2O)。
不过呢,这个方法有点复杂,咱们还可以选择第二种方法,
就是用氢氧化铁(Fe(OH)3)、次氯酸钾(KClO)和氢氧化钾
(KOH)来反应。这个方法就简单多了,就像是氢氧化铁和次氯
酸钾在跳一场双人舞,跳着跳着,就生成了高铁酸钾(K2FeO4)
和氯化钾(KCl),还有水作为它们的观众。
当然啦,除了这两种方法,还有电解法、化学氧化法、次氯
酸盐氧化法、高温过氧化钠法等等。每种方法都有它的特色和步
骤,就像是不同的烹饪方法,都能做出美味的高铁酸钾这道菜。
不过呢,咱们在这里就不一一赘述了,不然的话,这篇文章
就要变成化学论文了!咱们只是想要告诉大家,制备高铁酸钾并
不是一件遥不可及的事情,只要掌握了正确的方法和步骤,咱们
也能在实验室里做出这种神奇的物质来。怎么样?听了我的介绍,你是不是也对高铁酸钾的制备方程
式产生了兴趣呢?下次有机会的话,你也可以试着在实验室里制
备一下哦!说不定,你还能发现新的制备方法和反应现象呢!
高铁酸钾制备
- 1 - 高铁酸钾制备
高铁酸钾是一种强氧化性物质,在工业应用中占有重要地位,它具有优良的清漆性能,使得具有它的涂料具有快速乾燥、耐腐蚀及抗腐蚀性能,因此在涂料、清漆、造纸、纺织、印染、塑料、染料中都有广泛的应用。既然高铁酸钾如此重要,那么它的合成和制备,对于得到优良的产品有着重要的意义。
高铁酸钾的合成和制备主要有以下几种方式:
一、水合碳酸钠法:
用水合碳酸钠与高铁酸钾系混合,在稀溶液中加热,通过沉淀的方式将高铁酸钾从水溶液中离析出来,最终转化成可用高铁酸钾。
二、水合钠碳酸钾法:
水合钠碳酸钾是高铁酸钾的一种水溶液,在加热时可以在较低的温度条件下将高铁酸钾从水合钠碳酸钾溶液中离析出来,并转化成可用的高铁酸钾。
三、电解法:
用电解的方法将铁原子转变成铁离子,再经过氢氧化钠溶液及铁离子的反应,最终转化成可用的高铁酸钾。
四、烧碱法:
烧碱法是将铁粉当作原料,用碳酸钠溶液及强碱溶液经过反应,得到最终的高铁酸钾。
五、高压蒸气压缩法:
这种方法通过蒸汽压缩的方式将钠碳酸钾及铁粉在高压下反应, - 2 - 最终形成可用的高铁酸钾。
上述方法大体分为化学反应法和物理反应法两类,其中物理反应法的有:水合碳酸钠法、水合钠碳酸钾法及高压蒸气压缩法;而化学反应法的主要有:电解法、烧碱法。以上各种方法在合理的操作下,均可得到优良的高铁酸钾产品。
无论使用哪种制备方法,在操作过程中,都要首先清洁和消毒原料和容器,以免影响制备质量。在操作过程中,要注意操作者应该穿戴专业安全防护用品,防止受伤。同时,还要注意操作步骤,避免不必要的反应。同时还要注意操作环境,提高操作的安全性,并遵守相关的操作规范,以保证制备的高铁酸钾质量。
本文讲述了高铁酸钾的制备方法,它们不仅是工业应用的重要物质,而且也是日常生活中常用的物质。因此,在高铁酸钾的制备过程中,科学操作,注意安全,保证制备质量,都是必须恪守的要求。
高铁酸钾湿法制备
高铁酸钾湿法制备
全文共四篇示例,供读者参考
第一篇示例:
高铁酸钾是一种重要的化学品,广泛应用于医药、冶金、陶瓷、橡胶等领域。而湿法制备高铁酸钾是目前比较常见的制备方法之一。本文将介绍高铁酸钾湿法制备的原理、工艺流程和影响制备的因素。
一、原理
高铁酸钾(K3Fe(CN)6)是一种无机化合物,其化学式表示为K3[Fe(CN)6]。其制备原理主要是通过铁盐(如硫酸亚铁)和氰化钾在水溶液中反应而成。具体反应方程式为:
2K3[Fe(CN)6] + FeSO4 → 3K2[Fe(CN)6] + Fe2(SO4)3
在反应中,铁盐被氰化物还原成铁氰化合物,从而生成高铁酸钾。需要注意的是,该反应需要在严格的控制条件下进行,以确保化学反应的顺利进行。
二、工艺流程
高铁酸钾的湿法制备过程主要包括溶液的配制、反应和结晶三个阶段。具体工艺流程如下: 1. 溶液的配制:首先需准备含有铁盐和氰化钾的溶液,其中铁盐的浓度和氰化钾的用量需要根据所需生成高铁酸钾的量进行精确计算。
2. 反应:将铁盐和氰化钾的溶液混合后,在适当的温度和pH条件下进行反应。需要注意的是,反应过程中需要不断搅拌溶液,以确保反应物充分混合。
3. 结晶:当反应结束后,将溶液进行结晶处理,通常是通过降温或者加入适当的结晶剂来促使高铁酸钾结晶析出。然后利用过滤、洗涤等步骤分离出高铁酸钾的晶体。
这样就完成了高铁酸钾的湿法制备过程。
三、影响制备的因素
高铁酸钾的湿法制备受到多种因素的影响,包括原料的质量、溶液的浓度、反应温度和pH值等。以下是几个影响因素的详细介绍:
1. 原料的质量:铁盐和氰化钾的纯度、水分含量等对最终产品的质量有着重要的影响,因此在制备过程中必须注意原料的选择和质量控制。
2. 溶液的浓度:溶液中铁盐和氰化钾的浓度会直接影响反应的速度和产率,需要根据实验数据进行合理的优化和调节。 3. 反应温度和pH值:反应过程中的温度和pH值是决定化学反应进行程度的重要因素,需要进行精确的控制以保证产物的质量和产率。
高铁酸钾湿法制备 2
高铁酸钾湿法制备
高铁酸钾的湿法制备主要采用次氯酸盐氧化法,该方法又可以根据使用的氧化剂不同分为次氯酸钠法和次氯酸钾法。
以次氯酸钠法为例,制备过程如下:
1. 准备原料:包括硝酸铁、次氯酸钠、氢氧化钾等。
2. 在碱性溶液中,将硝酸铁与次氯酸钠反应,使铁离子从正三价氧化到正六价,生成高铁酸钠。
3. 将生成的高铁酸钠与氢氧化钾反应,转化为高铁酸钾。
4. 由于高铁酸钾在碱性溶液中的溶解度较小,因此可以通过过滤、洗涤等操作得到高铁酸钾固体粉末。
请注意,上述步骤仅供参考,具体的制备条件和参数可能需要根据实验需求和设备条件进行调整。此外,制备过程中需要注意安全,避免接触到皮肤和眼睛,以及避免吸入其粉尘和蒸气。
