1、高鐵酸鉀專題,江蘇省高淳高級中學(xué) 龔仁宗,2015屆高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí),情景素材,K2FeO4 純品為暗紫色有光澤粉末。198以下穩(wěn)定。極易溶于水而成淺紫紅色溶液，靜置后會分解放出氧氣，并沉淀出水合三氧化二鐵。溶液的堿性隨分解而增大，在強(qiáng)堿性溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，是極好的氧化劑。具有高效的消毒作用，為一種新型非氯高效消毒劑。主要用于飲水處理?；どa(chǎn)中用作磺酸、亞硝酸鹽、亞鐵氰化物和其他無機(jī)物的氧化劑，在煉鋅時用于除錳、銻和砷，煙草工業(yè)用于香煙過濾嘴等。,氧化劑,K2FeO4 在水溶液中易水解：4FeO42+10H2O 4Fe(OH)3+8OH+3O2 1. 在粗K2FeO4提純中采用重結(jié)晶、洗滌

2、、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用 溶液（填序號）。 AH2O BCH3COONa、異丙醇 CNH4Cl、異丙醇 DFe(NO3)3、異丙醇 2. 為探究高鐵酸鉀的某種性質(zhì)，進(jìn)行如下兩種實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)一：將適量K2FeO4分別溶解于pH為4.74、7.00、11.50的水溶液中，配的 FeO42濃度為1.0m molL1的試樣，分別靜置800min，考查初始pH不同的水 溶液對K2FeO4某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1。 實(shí)驗(yàn)1的目的是 ； 由圖1可知，800min時，初始 pH=11.50的溶液中，高鐵酸鉀的 最終濃度比pH=4.74的溶液中高， 主要原因是 。,探究高鐵酸鉀在不同pH溶液中的穩(wěn)定

3、性（或與水反應(yīng)的速率）,pH=11.50溶液中OH-離子濃度大，不利于高鐵酸鉀與水反應(yīng)正向進(jìn)行,活動一：高鐵酸鉀的化學(xué)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)二：將適量K2FeO4溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO42濃度為 1.0m molL1的試樣，將試樣分別置于20、30、40和60的恒溫水浴中， 考查不同溫度對K2FeO4某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2。,實(shí)驗(yàn)2可得出的結(jié)論是 ；,在溶液中溫度越高，高鐵酸鉀越不穩(wěn)定。高鐵酸鉀與水反應(yīng)的H 0 。,探究溫度對FeO42濃度的影響,3.高鐵酸鉀（K2FeO4）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑。其水溶液 中FeO42在水溶液中的存在形態(tài)如圖所示。下列說法正確的

4、是 。 A不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態(tài) B向pH10的這種溶液中加硫酸至pH2，HFeO4的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大 C向pH6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為： HFeO4OHFeO42H2O DpH2的這種溶液中存在如下等式關(guān)系： 2c(K+)=c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4) EpH8的這種溶液中存在如下等式關(guān)系： c(K+)+c(H+)=c(OH)+c(HFeO4)+2c(FeO42) FH2FeO4的某些性質(zhì)與H2O相似,活動二：高鐵酸鉀的制備,1.寫出干法制備K2FeO4的化學(xué)方程式： 。 干法制備K2FeO4的反應(yīng)中，氧化劑與還

5、原劑的物質(zhì)的量之比為 。,2.已知高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差，工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀的基本流程如下圖所示 ：,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，濾液1可用作 。 上述氧化過程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是： ，控制反應(yīng)溫度 30以下的原因是： ，攪拌的目的是： 。 結(jié)晶過程中加入濃KOH溶液的作用是： 。 某溫度下，將Cl2通入KOH溶液中，反應(yīng)后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，經(jīng)測定ClO與ClO3離子的物質(zhì)的量之比是1：2，則Cl2與氫氧化鉀反應(yīng)時，被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為 。,復(fù)合肥（或化肥）,防止生成的K2FeO4發(fā)生分解,增大K濃度，促進(jìn)K2FeO4晶體析出,113,為了加速反應(yīng)

6、物之間的接觸，加快化學(xué)反應(yīng)速率。,實(shí)驗(yàn)測得鐵鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時間與K2FeO4產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如圖1、圖2所示。為了獲取更多的高鐵酸鉀，鐵鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在 附近、反應(yīng)時間應(yīng)控制在 。,原理為： 3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH2Na2FeO4+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O Na2FeO42KOHK2FeO42NaOH (6)流程圖中“轉(zhuǎn)化”是在某低溫下進(jìn)行的，說明此溫度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)（填“”或“”或“”）。 (7)反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。 若NaClO加入過量，氧化過程中會生成F

7、e(OH)3，寫出該反應(yīng)的離子方程式： 。 若Fe(NO3)3加入過量，在堿性介質(zhì)中K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K3FeO4，此反應(yīng)的離子方程式： 。,3ClOFe3+3H2OFe(OH)33HClO,2FeO42Fe3+8OH3FeO434H2O,次氯酸鈉濃度對高鐵酸鉀產(chǎn)率有一定影響，當(dāng)高鐵酸鉀產(chǎn)率最高時，NaClO的物質(zhì)的量濃度約為_。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）,3.6mol/L,3. 從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備中間產(chǎn)物Na2FeO4較好的方法為電化學(xué)法，其裝置如圖所示，則陽極的電極反應(yīng)式為 。,Fe + 8OH 6e = FeO42 + 4H2O,高鐵酸鉀（K2FeO4）具有極

8、強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑。 已知：4FeO4210H2O 4Fe(OH)38OH3O2。 K2FeO4在處理水的過程中所起的作用有 。,活動四：高鐵酸鉀的應(yīng)用,K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，能夠消毒殺菌； 同時FeO42 被還原成Fe3+，F(xiàn)e3+水解形成Fe(OH)3膠體，能夠吸附水中懸浮雜質(zhì)。,活動四：高鐵酸鉀的應(yīng)用,比亞迪雙模電動汽車使用高鐵電池供電，高鐵電池是一種以合成穩(wěn)定的高鐵酸鹽（K2FeO4、BaFeO4等）作為高鐵電池的正極材料制作的，具有能量密度大、體積小、重量輕、壽命長、無污染、與普通高能電池相比該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓等特點(diǎn)的新型化學(xué)電池。,高鐵電池的總反應(yīng)為

9、： 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH A放電時，負(fù)極材料為Zn B放電時負(fù)極反應(yīng)為：Zn 2e + 2OH = Zn(OH)2 C充電時陽極反應(yīng)為：Fe(OH)3 3e + 5OH = FeO42 + 4H2O D放電時正極附近溶液的堿性增強(qiáng) E充電時陰極附近溶液的pH變大 F放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化 G放電時，每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，負(fù)極的質(zhì)量減少6.5 g,高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，下圖為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出的高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有 、 。,放電時間長,工作

10、電壓穩(wěn)定,本課小結(jié),1. 以高鐵酸鉀的化學(xué)性質(zhì)為載體，復(fù)習(xí)鹽類水解、平衡移動、 離子濃度等。 2. 以高鐵酸鉀的制備為載體，復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)、化工流程 圖、實(shí)驗(yàn)的評價(jià)、電化學(xué)等。 3.以高鐵酸鉀的應(yīng)用為載體，復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)、分散系、 電化學(xué)等. 4. 以高鐵酸鉀含量的測定為載體，復(fù)習(xí)新背景下氧化還原反 應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算等。,謝謝指導(dǎo)！,測定某K2FeO4溶液濃度的實(shí)驗(yàn)步驟如下： 步驟1：準(zhǔn)確量取V mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中 步驟2：在強(qiáng)堿性溶液中，用過量CrO2與FeO42反應(yīng)生成Fe(OH)3和CrO42 步驟3：加稀硫酸，使CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72，CrO2轉(zhuǎn)化為Cr3，F(xiàn)e(OH)3轉(zhuǎn) 化為Fe3 步驟4：加入二苯胺磺酸鈉作指示劑，用c molL1 (NH4)2Fe(SO4) 2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴 定至終點(diǎn)，消耗(NH4)2Fe(