Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型的污水處理劑。

(1)K2FeO4的制備：

①i中反應的離子方程式是_______。

② 將ii中反應的離子方程式補充完整：____Fe3+ +____OH- +____ClO-=____FeO42-+_______+________

③ iii中反應說明溶解度：Na2FeO4_______K2FeO4(填“＞”或“＜ ”)。

(2)K2FeO4的性質：

i. 將K2FeO4固體溶于蒸餾水中，有少量無色氣泡產生，經檢驗為O2，液體有丁達爾效應。

ii. 將K2FeO4固體溶于濃KOH溶液中，放置2小時無明顯變化。

iii. 將K2FeO4固體溶于硫酸中，產生無色氣泡的速率明顯比i快。

① K2FeO4溶于蒸餾水的化學反應方程式是_______。

② K2FeO4的氧化性與溶液pH的關系是_______。

(3)K2FeO4的應用。K2FeO4可用于生活垃圾滲透液的脫氮(將含氮物質轉化為N2)處理。K2FeO4對生活垃圾滲透液的脫氮效果隨水體pH的變化結果如下：

① K2FeO4脫氮的最佳pH是_____。

② 根據圖推測，pH = 4時生活垃圾滲透液中含氮物質主要以______形式存在。

③ pH大于8時，脫氮效果隨pH的升高而減弱，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(膠體) + 3O2↑ + 8KOH pH越小，氧化性越強 pH≈8 NH4+ pH＞8的溶液，隨pH增大，K2FeO4氧化性減弱，不利于將含氮物質氧化

【解析】

將硫酸亞鐵與酸性過氧化氫溶液反應，得到硫酸鐵，硫酸鐵與氫氧化鈉和次氯酸鈉發生氧化還原反應，得到高鐵酸鈉，再加入氫氧化鉀，可以到到高鐵酸鉀；

(1)①i中是2Fe2+ 和酸性H2O2溶液發生氧化還原反應；

②根據電荷守恒和元素守恒完成并配平離子方程式；

③ iii中由高鐵酸鈉溶液轉化為高鐵酸鉀粗品，說明溶解度減小；

(2)①根據K2FeO4固體溶于蒸餾水中，有少量無色氣泡產生，經檢驗為O2，液體有丁達爾效應的現象，完成化學方程式。

②根據將K2FeO4固體溶于硫酸中，產生無色氣泡的速率明顯比i快的現象，得出pH越小，氧化性越強；

(3)①根據圖像，pH≈8時，K2FeO4脫氮率最高；

②圖像可以得出，pH = 4時，氮元素的去除率為百分之六十，生活垃圾滲透液的脫氮(將含氮物質轉化為N2)生活垃圾中的含氮物質為NH4+；

③由于pH越小，高鐵酸鉀的氧化性越強，則PH增大，會使高鐵酸鉀的氧化性減弱；

將硫酸亞鐵與酸性過氧化氫溶液反應，得到硫酸鐵，硫酸鐵與氫氧化鈉和次氯酸鈉發生氧化還原反應，得到高鐵酸鈉，再加入氫氧化鉀，可以到到高鐵酸鉀；

(1).①i中是2Fe2+ 和酸性H2O2溶液發生氧化還原反應，2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O，

故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

②根據電荷守恒和元素守恒完成并配平離子方程式， 2Fe3+ +10OH- +3ClO-=2FeO42-+ 3Cl－ +5H2O，

故答案為：2；10；3；2；3Cl－；5H2O；

③iii中由高鐵酸鈉溶液轉化為高鐵酸鉀粗品，說明溶解度減小，

故答案為：＞；

(2).①將K2FeO4固體溶于蒸餾水中，有少量無色氣泡產生，經檢驗為O2，液體有丁達爾效應根據現象寫出化學方程式4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(膠體) + 3O2↑ + 8KOH，

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

②根據將K2FeO4固體溶于硫酸中，產生無色氣泡的速率明顯比i快的現象，得出pH越小，氧化性越強，

故答案為：pH越小，氧化性越強；

(3).①根據圖像，pH≈8時，K2FeO4脫氮率最高，

故答案為：pH≈8；

②圖像可以得出，pH = 4時，氮元素的去除率為百分之六十，生活垃圾滲透液的脫氮(將含氮物質轉化為N2)生活垃圾中的含氮物質為NH4+，

故答案為：NH4+；

③由于pH越小，高鐵酸鉀的氧化性越強，則PH增大，會使高鐵酸鉀的氧化性減弱，

故答案為：pH＞8的溶液，隨pH增大，K2FeO4氧化性堿弱，不利于將含氮物質氧化；