铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下所示。
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
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
工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
(1)高铁酸钾在处理水的过程中所起的作用有 。
(2)“氧化”过程中发生反应的离子反应方程式为 。
(3)沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用是: 。
(4)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。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
(5)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4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.KOH、异丙醇 c.NH4Cl、异丙醇 d.Fe(NO3)3、异丙醇
(6)高铁电池是一种新型可充电电池,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。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+Fe(OH)3+4KOH,下列叙述正确的是
A.放电时FeO42-向正极移动 |
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O |
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化 |
D.充电时溶液的碱性减弱 |