Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4) 易溶于水。受熱分解生成氧氣。高鐵酸鉀的工業(yè)制法有多種，其中一種的主要步驟如圖所示(方框內(nèi)為主產(chǎn)物)。

（1）①中反應(yīng)的離子方程式是_____________________________。

（2）③中的反應(yīng)為: Na2FeO4(s)+2KOH(aq) K2FeO4(s)+2NaOH(aq)，能生成高鐵酸鉀的可能原因是____________；用飽和KOH 溶液的目的除了減少K2FeO4的溶解外，還有_____________。

（3） 提純粗K2FeO4采用的方法是___________________(選填“萃取”、“蒸餾”、“重結(jié)晶”)。提純過程中溶解粗K2FeO4 固體應(yīng)選用__________(填序號)。

A.水 B.稀硫酸 C.KOH 溶液 D.NaOH 溶液

（4）某溫度下，高鐵酸鉀溶液在不同pH 下的分解曲線如圖所示。為延長高鐵酸鉀溶液的保存時間，可采取的措施是________________；完成pH>7 時的化學反應(yīng)方程式配平:__ K2FeO4 +___=___KOH+___Fe(OH)3↓+________，____________________

（5）用高鐵酸鉀處理污水，能去污、殺菌、消毒，且自身被還原生成的Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體�，F(xiàn)用兩種分別含有葡萄糖、甲苯的人工污水，每升分別加入30mg K2FeO4，相同溫度下最終去除效果見下表。

項目	葡萄糖溶液	甲苯溶液
起始COD/(mg·L-1)	1124	1966
處理后COD/(mg·L-1)	983	526
去除率/%	11.54	73.24

已知: 化學需氧量(COD) 指的是: 在一定條件下，以氧化1升水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量為指標，折算成每升水樣全部被氧化后，需要的氧氣的亳克數(shù)，以mg·L-1表示。該指標也作為污水中有機物含量的綜合指標之一。由甲苯引起的1L 污水，當去除率為73.24%時，理論上需高鐵酸鉀_____mg。[ 已知 :M(K2FeO4)=198g/mol]。理論上需要的m (Na2FeO4 ) 大于實際用量，說明Na2FeO4 去除有機污水的原理除了氧化作用外，另一個原因可能是_____________________________。

Answer 1

【答案】 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小 增大K+離子濃度，平衡向右移動，有利于K2FeO4生成 重結(jié)晶 C 降低溫度和升高溶液的pH 4 K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑ 1.188×104(或11880、1.2×104等) K2FeO4還原生成的Fe3+離子水解生成Fe(OH)3膠體，對有機物的吸附而除去(或Fe(OH)3膠體有吸附作用)

【解析】（1）①中氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2）③中的反應(yīng)為:Na2FeO4(s)+2KOH(aq) K2FeO4(s)+2NaOH(aq)，能生成高鐵酸鉀的可能原因是K2FeO4的溶解度比Na2FeO4��；用飽和KOH溶液的目的除了減少K2FeO4的溶解外，還有增大K+離子濃度，平衡向右移動，有利于K2FeO4生成；（3）提純粗K2FeO4采用的方法是重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法；K2FeO4固體在水、稀硫酸、NaOH溶液中的溶解度均較大，故提純過程中溶解粗K2FeO4固體應(yīng)選用KOH溶液中，答案選C；（4）根據(jù)圖中信息可知，溫度越低，pH越大c(FeO42-)較大，為延長高鐵酸鉀溶液的保存時間，可采取的措施是降低溫度和升高溶液的pH； pH>7時為堿性，根據(jù)氧化還原反應(yīng)及質(zhì)量守恒進行配平，化學反應(yīng)方程式為4 K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑；由甲苯引起的1L污水，當去除率為73.24%時，COD為（1966-526）mg，根據(jù)得失電子守恒有（1966-526），理論上需高鐵酸鉀11880mg;理論上需要的m(Na2FeO4)大于實際用量，說明Na2FeO4去除有機污水的原理除了氧化作用外，另一個原因可能是K2FeO4還原生成的Fe3+離子水解生成Fe(OH)3膠體，對有機物的吸附而除去(或Fe(OH)3膠體有吸附作用)。