高鐵酸鉀(K2FeO4)是一新型高效無毒的多功能水處理劑,可除水中氨氮、硫化物藻類等。K2FeO4易溶于水,微溶于濃KOH溶液,在0~5℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2。
Ⅰ.制備K2FeO4
實(shí)驗(yàn)室利用如圖1裝置制備K2FeO4,其原理:3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O
(1)盛放濃鹽酸的儀器名稱是
分液漏斗
分液漏斗
,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
。
(2)B中飽和食鹽水的作用是 除去Cl2中混有的HCl氣體
除去Cl2中混有的HCl氣體
,實(shí)驗(yàn)時(shí)C采用冰水浴的原因是 K2FeO4在0~5℃的環(huán)境中較穩(wěn)定,防止發(fā)生副反應(yīng)
K2FeO4在0~5℃的環(huán)境中較穩(wěn)定,防止發(fā)生副反應(yīng)
。
(3)D中盛裝的試劑可選用 bd
bd
。(填標(biāo)號)
a.NaCl
b.FeCl2
c.H2SO4
d.NaOH
Ⅱ.探究K2FeO4的性質(zhì)
某研究性小組通過K2FeO4與Na2S的反應(yīng)來探究K2FeO4的性質(zhì)。
已知:
①Fe2+遇鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])溶液,可產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。
②BaS是黃色或黑紅粉末,遇水逐漸水解為H2S和Ba(OH)2。
實(shí)驗(yàn)步驟如表:
步驟 |
操作 |
現(xiàn)象 |
1 |
取0.1mol?L-1的Na2S溶液2mL于試管中,滴加幾滴0.1mol?L-1的鹽酸調(diào)至酸性,迅速加入少量K2FeO4固體,攪拌 |
- |
2 |
取步驟1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液 |
無明顯現(xiàn)象 |
3 |
取步驟1中溶液,滴加KSCN溶液 |
溶液變紅 |
4 |
取步驟1中溶液,滴加溶液BaCl2溶液 |
出現(xiàn)白色沉淀 |
(4)請完成步驟1中反應(yīng)的離子方程式:
8
8
+
3
3
S
2-+
40
40
H
+═
8Fe3+
8Fe3+
+
+20H
2O
(5)步驟3中溶液變紅的原因可能有兩個(gè):一是K
2FeO
4與Na
2S反應(yīng)導(dǎo)致,二是
K2FeO4在酸性溶液中快速產(chǎn)生O2,自身轉(zhuǎn)化為Fe3+
K2FeO4在酸性溶液中快速產(chǎn)生O2,自身轉(zhuǎn)化為Fe3+
(用文字作答)。
Ⅲ.探究K
2FeO
4對有機(jī)污染物的去除效果
(6)對比K
2FeO
4、KMnO
4、FeCl
3三種物質(zhì)對有機(jī)污染物去除效果如圖2所示(三種試劑的初始濃度均為2.0×10
-4mol?L
-1)。氧化階段,去除有機(jī)污染物效果最好的試劑是
高鐵酸鉀
高鐵酸鉀
;絮凝階段,幾乎不具備絮凝能力的試劑是
高鐵酸鉀
高鐵酸鉀
。綜上分析,K
2FeO
4作為優(yōu)異的有機(jī)污染物去除劑的理由是
兼具氧化性和絮凝性雙重功效
兼具氧化性和絮凝性雙重功效
。