高铁酸钾性质、-用途和制备的探究(上课)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高铁酸钾性质、用途和制备的探究,高铁酸钾性质、用途和制备的探究,1,一、高铁酸钾的性质和应用,在常见钠、铝、铁三种金属元素中，铁元素有什么特点？,从铁元素原子电子排布看，铁可以有更高价态的化合物吗？,一、高铁酸钾的性质和应用 在常见钠、铝、铁三种金属元素中，铁,2,【,资料链接,】,高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末，极易溶于水而成浅紫红色溶液。,K,2,FeO,4,在水溶液中易水解，放出氧气，并沉淀出氢氧化铁。,你能写出,K,2,FeO,4,在水溶液中水解的离子反应方程式吗？,4FeO,4,2,+10H,2,O=4Fe(OH),3,+8OH,+3O,2,【资料链接】高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末，极易溶于水而成浅,3,如图,2,是,FeO,4,2,浓度,为,1.0 mmolL,-1,的试样在不同,pH,随时间的变化。（注：,800,min,后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变。,）,图,2,的实验目的是,_,。,研究FeO,4,2,在不同pH溶液中的稳定性(或反应的速率),如图2是FeO42浓度为1.0 mmolL-1的试样在不,4,如图,3,是,FeO,4,2,浓度,为,1.0 mmolL,-1,的试样在不同温度下浓度随时间的变化。,图,3,的实验可得到的结论是,_,。,其他条件相同时，,温度越高，,FeO,4,2,越不稳定,(,或与水反应的速率越快,),高铁酸钾在保存时应注意什么？,如图3是FeO42浓度为1.0 mmolL-1的试样在不,5,【,问题,】,K,2,FeO,4,是一种新型、高效、多功能水处理剂。,K,2,FeO,4,的净水原理是什么？,4FeO,4,2,+10H,2,O=4Fe(OH),3,(,胶体,)+8OH,+3O,2,K,2,FeO,4,有强氧化性，能杀菌、消毒；还原产物为,Fe(OH),3,胶体，能吸附水中的悬浮物，作絮凝剂。,【问题】K2FeO4是一种新型、高效、多功能水处理剂。K2F,6,【,资料链接,】,K,2,FeO,4,比,Cl,2,、,O,3,、,ClO,2,、,KMnO,4,氧化性更强，是无二次污染的绿色处理剂。集,氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭,八大特点为一体的综合性能，是其他水处理剂不可比拟的。,pH,在,66.5,时，每升水加入,K,2,FeO,4,610 mg,，常温下,30 min,即可杀灭水体中致病菌、大肠杆菌、伤寒杆菌及病毒，去除率为,99.5,99.95,。,【资料链接】K2FeO4比Cl2、O3、ClO2、KMnO4,7,高铁酸钾水溶液中,FeO,4,2-,的存在形态如图,4,所示。下列说法不正确的是,A,改变溶液的,pH,，当溶液由,pH=10,降至,pH=4,的过程中，,H,FeO,4,-,的 分布分数先增大后减小,B,向,pH=6,的这种溶液中加,KOH,溶液，发生反应的离子方程式为,HFeO,4,-,+OH,-,=FeO,4,2-,+H,2,O,C,pH=2,的这种溶液中存在如下等式关系：,2,c,(K,),c,(H,3,FeO,4,),c,(H,2,FeO,4,),c,(HFeO,4,-,),D,pH=8,的这种溶液中存在如下等式关系：,c,(K,),c,(H,),c,(OH,-,),c,(HFeO,4,-,),2,c,(FeO,4,2-,),C,高铁酸钾水溶液中FeO42-的存在形态如图4所示。下列说法不,8,比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。,Zn,K,2,FeO,4,高铁电池的总反应为：,3Zn+2,K,2,FeO,4,+8H,2,O,3Zn(OH),2,+2Fe(OH),3,+4KOH,下列说法,不正确的是,放电时负极反应为,Zn,2e,+,2OH,Zn(OH),2,充电时阳极反应为,Fe(OH),3,3e,+,5OH,FeO,4,2,+4H,2,O,放电时正极附近溶液的碱性增强,放电时，每转移,0.2 mol,电子，负极的质量减少,6.5 g,D,比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。ZnK2FeO4高铁,9,【,问题,】高铁电池是正在研制中的可充电干电池，图,5,为该,电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,，,由此可,得,出,高铁,电池的,优点有,、,。,放电时间长,工作电压稳定,【问题】高铁电池是正在研制中的可充电干电池，图5为该电池和,10,二、高铁酸钾的制备,【,资料链接,】,常见高铁酸钾的制备方法如表,1,所示,。,【,问题,】干法制备,K,2,FeO,4,的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为,_,。,3:1,Fe,2,O,3,+3KNO,3,+4KOH 2K,2,FeO,4,+3KNO,2,+2H,2,O,二、高铁酸钾的制备【资料链接】常见高铁酸钾的制备方法如表1,11,【问题】,工业上用湿法制备高铁酸钾（,K,2,FeO,4,）的流程如图,6,所示：,2Fe,3+,+3ClO,+10OH,=2FeO,4,2,+3Cl,+5H,2,O,【问题】工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图6,12,温度升高可加快反应速率,温度过高，次氯酸钠容易分解，致使 Fe,3+,不能完全转化成 FeO,4,2,，产生其它的副产物，加速了高铁酸钾的分解。,温度升高可加快反应速率温度过高，次氯酸钠容易分解，致使 Fe,13,Cl,被FeO,4,2,氧化，消耗产品使产率降低,Cl被FeO42氧化，消耗产品使产率降低,14,Fe,3+,+2FeO,4,2,+8OH,=3FeO,4,3,+4H,2,O,Fe3+2FeO42+8OH=3FeO43+4H2O,15,反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响,工业生产中最佳温度为,_,，此时,Fe,(,NO,3,),3,与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为,_,。,26,1.2,反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响工业生产,16,(5),实验测定铁盐溶液的质量分数、反应时间与,K,2,FeO,4,产率的实验数据分别如图,8,、图,9,所示。为了获取更多的高铁酸钾，铁盐的质量分数应控制在,_,附近，反应时间应控制在,_,。,30%,60min,(5)实验测定铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率,17,（,6,）粗,K,2,FeO,4,纯,K,2,FeO,4,包括重结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，洗涤干燥的目的是脱碱、脱水，洗涤时可以用,洗涤。,乙醇,减少高铁酸钾的损耗,（6）粗K2FeO4纯K2FeO4 包括重结晶、过滤、,18,Fe,6e,+8OH,=,FeO,4,2,+4H,2,O,2H,2,O+2e,=H,2,+2OH,Fe6e+8OH=FeO42+4H2O2H2O+2e,19,（,3,）电解过程中，阳极也有气体产生，该气体是,_,；并观察到阳极有红褐色物质生成，该物质是,_,。,Fe,(,OH,),3,O,2,（3）电解过程中，阳极也有气体产生，该气体是_；,20,若采用上图装置，则可以循环使用的物质的电子式为,_,。,若采用上图装置，则可以循环使用的物质的电子式为_,21,该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,增大,K,浓度，促进,K,2,FeO,4,晶体析出,(1),(2),该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小增大K浓度，,22,【问题】试评价干法、湿法、电解法制备高铁酸钾的优点和不足。,干法：步骤简单，但反应温度难以控制。,湿法：工艺成熟，但方法复杂、操作困难。,电解法：操作简便，成功率高，但能耗高。,【问题】试评价干法、湿法、电解法制备高铁酸钾的优点和不足。干,23,三、拓展探究,高铁酸钾含量的测定,三、拓展探究高铁酸钾含量的测定,24,