高铁酸钾的确是一种新型、高效、多功能水处理剂，应用前景广阔．实验室以次氯酸盐和铁盐为原料制备少量高

Question

高铁酸钾的确是一种新型、高效、多功能水处理剂，应用前景广阔．实验室以次氯酸盐和铁盐为原料制备少量高铁酸钾的操作步骤如下：（1）制备次氯酸钾强碱性饱和溶液：①在100mL水中溶解56gKOH，冷至室温后倒入三口瓶中（装置见右图），冷水浴冷却，通入Cl2，用电动搅拌器不断搅拌，直至溶液变为黄绿色且有少量白色晶体析出为止．②将饱和次氯酸钾倒入烧杯并置于冷水浴中．在不断搅拌下，分几次加入130gKOH固体．用玻璃砂芯漏斗过滤，弃去残渣（主要成分为KCl和少量KOH、KClO），得次氯酸钾强碱性饱和溶液．①石灰乳的作用是______．石灰乳参与反应的化学方程式______．②反应过程中和保存饱和次氯酸钾中用冷水浴冷却的原因是____________（以必要文字和方程式加以说明）．③在上述制备过程中不断搅拌原因是______（以必要文字加以说明）．（2）合成高铁酸钾：将次氯酸钾饱和溶液转入烧杯，冷水浴冷却，在剧烈搅拌下分次加入13.5g研细的FeCl3?6H2O，立即产生大量紫黑色K2FeO4．加少量稳定剂Na2SiO3?9H2O和CuCl2?2H2O，反应30min后，分次加入100gKOH固体，保持温度在20℃以下，陈化30min，用玻璃砂芯漏斗抽滤，得高铁酸钾粗品．①写出合成高铁酸钾的离子方程式______．②13.53gFeCl3?6H2O理论上可制得高铁酸钾______g．（3）高铁酸钾的净水原理：①高铁酸钾在水中发生反应生成Fe（OH）3胶体．写出化学方程式____________．②高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是______、______．

Answer 1

（1）①氯气有毒，污染空气，石灰乳与氯气反应方程式为：2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．石灰乳除去未反应氯气，防止氯气污染空气．
故答案为：除去未反应氯气，防止氯气污染空气；2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
②温度不同时，氯气与KOH反应的产物也不同，常温下，生成次氯酸钾，受热时生成氯酸钾．温度高时，反应生成氯酸钾，6KOH+3Cl₂5KCl+KClO₃+3H₂O，降低了次氯酸钾的产量．
故答案为：温度高时，反应生成氯酸钾，6KOH+3Cl₂5KCl+KClO₃+3H₂O，降低了次氯酸钾的产量．
③反应放热，不利于次氯酸钾的生成．
故答案为：反应放热，不利于次氯酸钾的生成．
（2）①铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁，氢氧化铁被次氯酸根氧化为高铁酸根（FeO₄^2-）同时生成Cl^-、H₂O．
反应的离子方程式为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
故答案为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
②13.53gFeCl₃?6H₂O的物质的量为n（FeCl₃?6H₂O）=

13.53g

270.5g/mol

=0.05mol，根据铁元素守恒可知n（K₂FeO₄）=0.05mol，所以m（K₂FeO₄）=0.05mol×198g/mol=9.9g．
故答案为：9.9．
（3））①高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe（OH）₃（胶体）、氢氧化钾，反应方程式为4K₂FeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8KOH+3O₂；
故答案为：4K₂FeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8KOH+3O₂．
②高铁酸钾与水反应过程中生成原子氧[O]和Fe（OH）₃胶体，高铁酸钾与生成原子氧[O]具有强氧化性，杀菌消毒，Fe（OH）₃胶体吸附悬浮物质净水．
故答案为：消毒、净水．