Question

【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。

(1)K2FeO4的制备：

①i中反应的离子方程式是_______。

② 将ii中反应的离子方程式补充完整：____Fe3+ +____OH- +____ClO-=____FeO42-+_______+________

③ iii中反应说明溶解度：Na2FeO4_______K2FeO4(填“＞”或“＜ ”)。

(2)K2FeO4的性质：

i. 将K2FeO4固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为O2，液体有丁达尔效应。

ii. 将K2FeO4固体溶于浓KOH溶液中，放置2小时无明显变化。

iii. 将K2FeO4固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比i快。

① K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是_______。

② K2FeO4的氧化性与溶液pH的关系是_______。

(3)K2FeO4的应用。K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如下：

① K2FeO4脱氮的最佳pH是_____。

② 根据图推测，pH = 4时生活垃圾渗透液中含氮物质主要以______形式存在。

③ pH大于8时，脱氮效果随pH的升高而减弱，分析可能的原因：_______。

Answer 1

【答案】2Fe2+ +H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O 2 10 3 2 3Cl－ 5H2O ＞ 4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2↑ + 8KOH pH越小，氧化性越强 pH≈8 NH4+ pH＞8的溶液，随pH增大，K2FeO4氧化性减弱，不利于将含氮物质氧化

【解析】

将硫酸亚铁与酸性过氧化氢溶液反应，得到硫酸铁，硫酸铁与氢氧化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应，得到高铁酸钠，再加入氢氧化钾，可以到到高铁酸钾；

(1)①i中是2Fe2+ 和酸性H2O2溶液发生氧化还原反应；

②根据电荷守恒和元素守恒完成并配平离子方程式；

③ iii中由高铁酸钠溶液转化为高铁酸钾粗品，说明溶解度减小；

(2)①根据K2FeO4固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为O2，液体有丁达尔效应的现象，完成化学方程式。

②根据将K2FeO4固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比i快的现象，得出pH越小，氧化性越强；

(3)①根据图像，pH≈8时，K2FeO4脱氮率最高；

②图像可以得出，pH = 4时，氮元素的去除率为百分之六十，生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)生活垃圾中的含氮物质为NH4+；

③由于pH越小，高铁酸钾的氧化性越强，则PH增大，会使高铁酸钾的氧化性减弱；

将硫酸亚铁与酸性过氧化氢溶液反应，得到硫酸铁，硫酸铁与氢氧化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应，得到高铁酸钠，再加入氢氧化钾，可以到到高铁酸钾；

(1).①i中是2Fe2+ 和酸性H2O2溶液发生氧化还原反应，2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O，

故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

②根据电荷守恒和元素守恒完成并配平离子方程式， 2Fe3+ +10OH- +3ClO-=2FeO42-+ 3Cl－ +5H2O，

故答案为：2；10；3；2；3Cl－；5H2O；

③iii中由高铁酸钠溶液转化为高铁酸钾粗品，说明溶解度减小，

故答案为：＞；

(2).①将K2FeO4固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为O2，液体有丁达尔效应根据现象写出化学方程式4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2↑ + 8KOH，

故答案为：4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2↑ + 8KOH；

②根据将K2FeO4固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比i快的现象，得出pH越小，氧化性越强，

故答案为：pH越小，氧化性越强；

(3).①根据图像，pH≈8时，K2FeO4脱氮率最高，

故答案为：pH≈8；

②图像可以得出，pH = 4时，氮元素的去除率为百分之六十，生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)生活垃圾中的含氮物质为NH4+，

故答案为：NH4+；

③由于pH越小，高铁酸钾的氧化性越强，则PH增大，会使高铁酸钾的氧化性减弱，

故答案为：pH＞8的溶液，随pH增大，K2FeO4氧化性碱弱，不利于将含氮物质氧化；