高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型高效多功能綠色凈水處理劑,其一種制備方法如圖所示:
(1)“酸浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑
FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑
。
(2)“氧化”時(shí)FeSO4與NaOH、NaClO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Na2FeO4。
①Na2FeO4中鐵元素的化合價(jià)為 +6
+6
。
②不同溫度和pH下在水溶液中的穩(wěn)定性如圖所示。
圖1、圖2中縱坐標(biāo)表示單位體積內(nèi)離子數(shù)目的多少,數(shù)值越小,表明離子數(shù)目越少,在該條件下越不穩(wěn)定。為了提高“合成”時(shí)Na2FeO4的產(chǎn)率,控制反應(yīng)適宜的條件是 30℃,pH=11.5
30℃,pH=11.5
。該過程中需加入過量NaOH,其目的是 使硫酸亞鐵完全反應(yīng);使溶液成堿性,防止高鐵酸鈉分解
使硫酸亞鐵完全反應(yīng);使溶液成堿性,防止高鐵酸鈉分解
。
(3)“轉(zhuǎn)化”時(shí)加入飽和KOH溶液,即可析出K2FeO4晶體,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2FeO4+2KOH=2NaOH+K2FeO4↓
Na2FeO4+2KOH=2NaOH+K2FeO4↓
。
(4)“操作”的名稱是 過濾
過濾
;洗滌K2FeO4晶體時(shí),用酒精而不用蒸餾水的優(yōu)點(diǎn):①減少晶體溶解損耗;②酒精據(jù)揮發(fā)性
酒精據(jù)揮發(fā)性
。
(5)K2FeO4凈水時(shí)生成的膠狀物具有疏松多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可 吸附
吸附
懸浮于水中的雜質(zhì),使之從水中沉降出來。
(6)K2FeO4的純度與烘干溫度的關(guān)系如下表,80℃時(shí)鐵元素的存在形式為 Fe2O3
Fe2O3
(填化學(xué)式)。
不同溫度所得產(chǎn)品特性:
干燥溫度/℃ |
純度/% |
產(chǎn)品顏色 |
25 |
92.5 |
紫紅色 |
60 |
98.3 |
紫黑色 |
80 |
0 |
紅色 |
(7)以23.2kgFeCO
3為原料制備K
2FeO
4,產(chǎn)率為30%,計(jì)算所得產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量(寫出計(jì)算過程)。