高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效多功能绿色净水处理剂,其一种制备方法如图所示:

(1)“酸浸”时发生反应的化学方程式为 FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑。
(2)“氧化”时FeSO4与NaOH、NaClO反应转化为Na2FeO4。
①Na2FeO4中铁元素的化合价为 +6+6。
②不同温度和pH下FeO2-4在水溶液中的稳定性如图所示。

图1、图2中纵坐标表示单位体积内FeO2-4离子数目的多少,数值越小,表明FeO2-4离子数目越少,在该条件下越不稳定。为了提高“合成”时Na2FeO4的产率,控制反应适宜的条件是 30℃,pH=11.530℃,pH=11.5。该过程中需加入过量NaOH,其目的是 使硫酸亚铁完全反应;使溶液成碱性,防止高铁酸钠分解使硫酸亚铁完全反应;使溶液成碱性,防止高铁酸钠分解。
(3)“转化”时加入饱和KOH溶液,即可析出K2FeO4晶体,写出反应的化学方程式为 Na2FeO4+2KOH=2NaOH+K2FeO4↓Na2FeO4+2KOH=2NaOH+K2FeO4↓。
(4)“操作”的名称是 过滤过滤;洗涤K2FeO4晶体时,用酒精而不用蒸馏水的优点:①减少晶体溶解损耗;②酒精据挥发性酒精据挥发性。
(5)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,可 吸附吸附悬浮于水中的杂质,使之从水中沉降出来。
(6)K2FeO4的纯度与烘干温度的关系如下表,80℃时铁元素的存在形式为 Fe2O3Fe2O3(填化学式)。
不同温度所得产品特性:
F
e
O
2
-
4
F
e
O
2
-
4
F
e
O
2
-
4
干燥温度/℃ | 纯度/% | 产品颜色 |
25 | 92.5 | 紫红色 |
60 | 98.3 | 紫黑色 |
80 | 0 | 红色 |
【答案】FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑;+6;30℃,pH=11.5;使硫酸亚铁完全反应;使溶液成碱性,防止高铁酸钠分解;Na2FeO4+2KOH=2NaOH+K2FeO4↓;过滤;酒精据挥发性;吸附;Fe2O3
【解答】
【点评】
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