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高鐵酸鉀是水處理過程中

發布時間:2020-12-23 13:53:38

A. 高鐵酸鉀與水反應

化學反應方程式:

4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe(OH)₃↓+8KOH+3O₂↑

高鐵酸鉀純品為暗紫色有光澤粉末。198℃以下乾燥空氣中穩定。極易溶於水而成淺紫紅色溶液,靜置後會分解放出氧氣,並沉澱出水合三氧化二鐵。

溶液的鹼性隨分解而增大,在強鹼性溶液中相當穩定,是極好的氧化劑。具有高效的消毒作用。比高錳酸鉀具有更強的氧化性。

(1)高鐵酸鉀是水處理過程中擴展閱讀:

用途:

1、高鐵酸鉀已成為新型的綠色環保水處理材料

高鐵酸鉀是含有FeO₄²⁻的一種化合物,其中心原子Fe以六價存在,在酸性條件下和鹼性條件下的標准電極電勢分別為E₀FeO₄²⁻/Fe³⁺=2.20V,E₀FeO₄²⁻/Fe(OH)₃=0.72V。

因此,高鐵酸鹽是倍受關注的一類新型、高效、無毒的多功能水處理劑。在飲用水的處理過程中,集氧化、吸附、絮凝、沉澱、滅菌、消毒、脫色、除臭等八大特點為一體的綜合性能,是其他水處理劑不可比擬的。

PH在6-6.5時,每升水加K₂FeO₄6mg-10mg,常溫下30分鍾即可殺滅水體中致病菌、大腸桿菌、傷寒桿菌及病毒去除率為99.5%-99.95%以上,無異味適口性好,達安全飲用標准。為此產品在水處理系列產品中顯示出超強的優勢。

2、高鐵酸鉀用於工業廢水與城市生活污水的處理

K₂FeO₄對於廢水中的BOD、COD、鉛、鎘、硫等具有良好的去除作用,10mg—20mg/L的高鐵酸鉀氧化96%的BOD,去除86%的氨氮和75%的磷,PH5.5時,原水濁度為28度條件下,30mg/L的高鐵酸鉀,可將水中三氯乙烯去除85.6%,萘的去除率達100%。

該產品在水體凈化中的獨特效果是同時發揮氧化、吸附、絮凝、沉澱、滅菌、消毒、脫色、除臭的協同作用,並不產生任何有毒、有害的物質。

用多功能的復合葯劑強化與拓寬現行常規給水處理工藝的凈水效能,可以不改變現有工藝流程,不增加大的附屬設施,適合中國國情的飲用水消毒技術,具有廣闊的研究開發前景,並可能成為消毒技術研究的一個主要方向。

3、高鐵酸鉀用於魚塘水產養殖類水處理

K₂FeO₄可增加水體的溶氧量對水體中氨氮、亞硝酸鹽、水藻類具有良好的去除效果,用於清除水中富里酸、懸浮物,淡水中富營養現象。水體滅菌、消毒、凈化效果獨特。

4. 高鐵酸鉀用於海洋防污治理

有關資料報導,K₂FeO₄在海洋環境凈化方面的應用,以K₂FeO₄和過氧化物混合使用,作為無毒無害化的海洋防污劑,當他們的質量分別在2×10⁻⁸和3×10⁻⁷時,幾乎顯示出100%的防污效果,其良好的協同功能大大優於單獨使用的效果,可用於近海養殖場及近海環境的凈化。

5、高鐵酸鉀用於游泳池水的再生使用

由於K₂FeO₄對水體凈化的優越性能,可將其應用到游泳池水的循環再生使用,它不僅消毒殺菌,去除人體帶入的污物和懸浮固體,並對人體無任何傷害與刺激,安全無異味,投加方便,因此以它取代氯氣用於游泳池水的消毒凈化再生使用,是非常合適的。

6、高鐵酸鉀用於放射性廢水的治理和用於去除砷、氰離子

K₂FeO₄在處理放射性廢水時有優良的性能,以高鐵酸鉀處理含鎇、鈈廢水,在PH值為11.5—12時,可將總α射線從3.0×10⁶Pci/L降至3.0×10³Pci/L以下 (1Pci=1012ci) 。

在美國能源部對放射性廢水的治理中,用K₂FeO₄以二步處理過程將總α射線從37000Pci/L降到40 Pci/L。實際應用證明,高鐵酸鉀的性能優於目前流行的放射性廢水的治理方法,處理水濃度大大低於排放標准。

7、高鐵酸鉀應用的廣泛性

K₂FeO₄在水處理中由於功能獨特,其應用研究繼續深入。而潛在的用途包括在化學工業中利用其強氧化性能,能夠氧化磺酸、亞硝酸鹽、亞鐵氰化物和其他無機物,造氧化澱粉用於紙張表面施膠及紡織品的精整。冶煉鋅時用於除錳、銻和砷。在煙草工業中用於過濾嘴的製造。

B. 氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見的水處理劑。下圖為制備氯化鐵及進一步氧化制備高鐵酸鉀的工藝流程。 請回答下

(1)①Fe 3+ +3H 2 O Fe(OH) 3 (膠體) + 3H + ②氧化
(2)FeCl 2 10Cl - +2MnO 4 - +16H + =5Cl 2 ↑+2Mn 2+ + H 2 O鐵氰化鉀或K 3 [Fe(CN) 6 ] (寫成K 3 Fe(CN) 6 也可)
(3)3ClO - +2Fe 3+ +10OH - ==2FeO 4 2- +3Cl - +5H 2 O
(4)K 2 FeO 4 的溶解度比Na 2 FeO 4 小而溶液中K + 、FeO 4 2- 的濃度比較大(合理答案均計分)
(5)洗滌、乾燥

C. 11.近年來高鐵酸鉀(K2FeO4)已經被廣泛應用在水處理方面,高鐵酸鉀的氧化性超過高錳酸鉀,是一種集氧化、

B,⑤肯定沒有。①、⑥氧化性強,與污水中的蛋白質進行氧化還原反應。(鹽析是內向容某些蛋白質溶液中加入某些高濃度無機鹽溶液後,可以降低蛋白質的溶解度,使蛋白質凝聚而從溶液中析出,這種作用叫作鹽析,是物理變化,可復原。②不對)
蛋白質變性,溶解度下降,膠體聚沉(③對)
高鐵酸鉀(K2FeO4)有吸附凝聚作用,估計有水解吧,也可以用排除法。

D. 高鐵酸鉀的是如何凈水的

高鐵酸鉀首先會遇生成的4Fe(OH)₃,色為紅褐色,為絮狀沉澱,具有吸附作用將會把水中的雜質吸附干凈。

消毒殺菌作用的原理:是用高鐵酸鉀的氧化性。高鐵酸鉀的最高氧化還原電壓達2.2V,僅次於氟氣的氧化性,超過了二氧化氯、氯氣、次氯酸納、過氧化氫、高錳酸鉀等。

(4)高鐵酸鉀是水處理過程中擴展閱讀:

高鐵酸鉀純品為暗紫色有光澤粉末。198℃以下乾燥空氣中穩定。極易溶於水而成淺紫紅色溶液,靜置後會分解放出氧氣,並沉澱出水合三氧化二鐵(即氧化鐵)。

溶液的鹼性隨分解而增大,在強鹼性溶液中相當穩定,是極好的氧化劑。具有高效的消毒作用。比高錳酸鉀具有更強的氧化性。

高鐵酸鉀的其它方面的應用:

1、高鐵酸鉀用於魚塘水產養殖類水處理:高鐵酸鉀可增加水體的溶氧量對水體中氨氮、亞硝酸鹽、水藻類具有良好的去除效果,用於清除水中富里酸、懸浮物,淡水中富營養現象。水體滅菌、消毒、凈化效果獨特。

2、 高鐵酸鉀用於海洋防污治理:

有關資料報導,高鐵酸鉀在海洋環境凈化方面的應用,以高鐵酸鉀和過氧化物混合使用,作為無毒無害化的海洋防污劑,當他們的質量分別在2×10-8和3×10-7時,幾乎顯示出100%的防污效果,其良好的協同功能大大優於單獨使用的效果,可用於近海養殖場及近海環境的凈化。

3、高鐵酸鉀用於游泳池水的再生使用:對水體凈化的優越性能,可將其應用到游泳池水的循環再生使用,它不僅消毒殺菌,去除人體帶入的污物和懸浮固體,並對人體無任何傷害與刺激,安全無異味,投加方便,因此以它取代氯氣用於游泳池水的消毒凈化再生使用,是非常合適的。

4、高鐵酸鉀用於放射性廢水的治理和用於去除砷、氰離子

高鐵酸鉀和其他除砷原料相比,具有簡便、效果好、產生污泥量少,無二次污染等優點,對於高砷飲用水,只要高鐵酸鉀投量與原水砷濃度達到15:1以上,處理後的水樣中砷殘留量都可以達到國家飲用水衛生標准<0.01mg/L的要求。

5、高鐵酸鉀應用的廣泛性

在水處理中由於功能獨特,其應用研究繼續深入。而潛在的用途包括在化學工業中利用其強氧化性能,能夠氧化磺酸、亞硝酸鹽、亞鐵氰化物和其他無機物,造氧化澱粉用於紙張表面施膠及紡織品的精整。

冶煉鋅時用於除錳、銻和砷。在煙草工業中用於過濾嘴的製造(可氧化尼古丁變為香韻之味)。

在電子與國防工業中潛在的應用不斷擴展,如:高鐵酸鉀「納米電池」是儲能密度大、體積小、重量輕、壽命長、高電壓、高容量的新型無污染化學電源。功率及放電電流是普通電池的3——10倍。

E. 高鐵酸鉀(K2FeO4)具有很強的氧化性,是一種新型的高效水處理劑.(1)高鐵酸鉀具有強氧化性的原因是___

(1)高鐵酸鉀中的鐵是正6價,處於高價態,具有強氧性,故答案為:其中的鐵元素為+6價,易得電子;
(2)高鐵酸鉀是具有強氧性,還原產物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體,吸附雜質的作用,故答案為:高鐵酸鉀有強氧化性,能殺菌消毒;產生的Fe(OH)3有吸附性,有絮凝作用;
(3)①2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,6molNa2O2中12mol的負一價氧,2mol的有變成0價,還有10mol變成-2價,而鐵是正2價變為正6價,所以每生成2mol Na2FeO4時轉移電子10mol,故答案為:10;
②Fe(NO33被NaClO氧化成Na2FeO4,故答案為:2Fe(NO33+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O;
(4)高鐵電池由圖2為該電池和常用的高能鹼性電池的放電曲線,由此可得出的高鐵電池的優點有放電時間長,工作電壓穩定等優點,
故答案為:放電時間長;工作電壓穩定;
(5)①在其它條件相同的情況下研究在FeO42-不同PH溶液中的穩定性,故答案為:研究在FeO42-不同PH溶液中的穩定性(或反應的速率);
②研究溫度改變,FeO42-的穩定性,故答案為:溫度越高,FeO42-越不穩定(或與水反應的速率越快);
③用平衡移動的原理解釋,pH=11.50的溶液中OH-離子濃度大,使平衡向左移動,故答案為:pH=11.50的溶液中OH-離子濃度大,使平衡向左移動.

F. 高鐵酸鉀(K2FeO4)具有極強的氧化性,是一種優良的水處理劑.(1)請完成FeO42-與水反應的方程式:4FeO4

(1)根據元素守恆可知未知產物應含氧元素,反應中Fe元素化合價降低,則氧元素化合價升高,所以產物為氧氣,根據原子守恆可知為3O2;高鐵酸鉀(K2FeO4)具有極強的氧化性,是一種優良的水處理劑,起到殺菌消毒作用,形成膠體具有吸附懸浮雜質的作用;
故答案為:3O2;殺菌消毒、吸附懸浮物;
(2)由圖1數據可知,溫度越高,相同時間內FeO42-濃度變化越快,高鐵酸鉀溶液平衡時FeO42-濃度越小,溫度越高FeO42-濃度越小,正向反應是吸熱反應;
故答案為:溫度升高,反應速率加快,平衡向正反應方向移動;>;
(3)A、不同PH值時,溶液中鐵元素的存在形態及種數不相同,比如在PH值等於6時,就只有兩種形態,故A錯誤;
B.根據圖片知,改變溶液的pH,當溶液由pH=10降至pH=4的過程中,HFeO4-的分布分數先增大後減小,故正確;
C.向pH=8的這種溶液中加KOH溶液,發生反應的離子方程式為:HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O,故錯誤;
故答案為:B;
(4)HFeO4-?H++FeO42-的電離平衡常數表達式為K=

c(H+).c(FeO42?)
c(HFeO4?)

故答案為:
c(H+).c(FeO42?)
c(HFeO4?)

G. 高鐵酸鉀的確是一種新型、高效、多功能水處理劑,應用前景廣闊.實驗室以次氯酸鹽和鐵鹽為原料制備少量高

(1)①氯氣有毒,污染空氣,石灰乳與氯氣反應方程式為:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.石灰乳除去未反應氯氣,防止氯氣污染空氣.
故答案為:除去未反應氯氣,防止氯氣污染空氣;2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
②溫度不同時,氯氣與KOH反應的產物也不同,常溫下,生成次氯酸鉀,受熱時生成氯酸鉀.溫度高時,反應生成氯酸鉀,6KOH+3Cl2

13.53g
270.5g/mol
=0.05mol,根據鐵元素守恆可知n(K2FeO4)=0.05mol,所以m(K2FeO4)=0.05mol×198g/mol=9.9g.
故答案為:9.9.
(3))①高鐵酸鉀與水反應生成氧氣和Fe(OH)3(膠體)、氫氧化鉀,反應方程式為4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+8KOH+3O2
故答案為:4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+8KOH+3O2
②高鐵酸鉀與水反應過程中生成原子氧[O]和Fe(OH)3膠體,高鐵酸鉀與生成原子氧[O]具有強氧化性,殺菌消毒,Fe(OH)3膠體吸附懸浮物質凈水.
故答案為:消毒、凈水.

H. 高鐵酸鉀在水處理中的作用依靠什麼性質

水處理設備:就是通過各種物理的、化學的手段,去除水中一些對生產、生活不需要的有害的物版質權,這一類對水做過濾凈化處理的設備。由於社會生產、生活與水密切相關,因此,水處理領域涉及的應用范圍十分廣泛,構成了一個龐大的產業應用。

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