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高铁酸钾(K
2FeO
4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染.已知高铁酸盐在低温碱性环境中稳定,易溶于水,难溶于无水乙醇等有机溶剂.
常见高铁酸钾的制备方法如下:
制备方法 | 具体内容 |
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾和KNO2等产物 |
湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与KClO反应生成紫红色高铁酸钾溶液 |
电解法 | 电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4 |
(1)干法制备反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为:
.
(2)某湿法制备高铁酸钾的基本流程及步骤如下:
①控制反应温度为25℃,搅拌1.5h,经氧化等过程溶液变为紫红色,该反应的离子方程式为
.
②在紫红色溶液中加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K
2FeO
4粗产品.沉淀过程中加入饱和KOH溶液得到晶体的原因是
.
③K
2FeO
4粗产品含有Fe(OH)
3、KCl等杂质,用
方法进行分离提纯.其提纯步骤为:将一定量的K
2FeO
4粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中,
,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置、过滤,用
洗涤2~3次,在真空干燥箱中干燥.
④若以FeCl
3 代替Fe(NO
3)
3作铁源,K
2FeO
4的产率和纯度都会降低.一个原因是在反应温度和强碱环境下NaCl的溶解度比NaNO
3大,使得NaCl结晶去除率较低;另一个原因是
.
(3)工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na
2FeO
4,其工作原理如下图所示:阳极的电极反应为
;其中可循环使用的物质的电子式是
.
(4)已知25℃时,K
sp[Fe(OH)
3]=4.0×10
-38、K
sp[Cu(OH)
2]=2.2×10
-20,向该温度下含有Fe
3+、Cu
2+浓度均为0.01mol/L的溶液中,滴加浓NaOH溶液,当溶液pH=10时,溶液中c(Cu
2+):c(Fe
3+)=
.