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高铁酸钾是水处理过程中

发布时间:2020-12-23 13:53:38

A. 高铁酸钾与水反应

化学反应方程式:

4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe(OH)₃↓+8KOH+3O₂↑

高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末。198℃以下干燥空气中稳定。极易溶于水而成浅紫红色溶液,静置后会分解放出氧气,并沉淀出水合三氧化二铁。

溶液的碱性随分解而增大,在强碱性溶液中相当稳定,是极好的氧化剂。具有高效的消毒作用。比高锰酸钾具有更强的氧化性。

(1)高铁酸钾是水处理过程中扩展阅读:

用途:

1、高铁酸钾已成为新型的绿色环保水处理材料

高铁酸钾是含有FeO₄²⁻的一种化合物,其中心原子Fe以六价存在,在酸性条件下和碱性条件下的标准电极电势分别为E₀FeO₄²⁻/Fe³⁺=2.20V,E₀FeO₄²⁻/Fe(OH)₃=0.72V。

因此,高铁酸盐是倍受关注的一类新型、高效、无毒的多功能水处理剂。在饮用水的处理过程中,集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等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6-6.5时,每升水加K₂FeO₄6mg-10mg,常温下30分钟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%以上,无异味适口性好,达安全饮用标准。为此产品在水处理系列产品中显示出超强的优势。

2、高铁酸钾用于工业废水与城市生活污水的处理

K₂FeO₄对于废水中的BOD、COD、铅、镉、硫等具有良好的去除作用,10mg—20mg/L的高铁酸钾氧化96%的BOD,去除86%的氨氮和75%的磷,PH5.5时,原水浊度为28度条件下,30mg/L的高铁酸钾,可将水中三氯乙烯去除85.6%,萘的去除率达100%。

该产品在水体净化中的独特效果是同时发挥氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭的协同作用,并不产生任何有毒、有害的物质。

用多功能的复合药剂强化与拓宽现行常规给水处理工艺的净水效能,可以不改变现有工艺流程,不增加大的附属设施,适合中国国情的饮用水消毒技术,具有广阔的研究开发前景,并可能成为消毒技术研究的一个主要方向。

3、高铁酸钾用于鱼塘水产养殖类水处理

K₂FeO₄可增加水体的溶氧量对水体中氨氮、亚硝酸盐、水藻类具有良好的去除效果,用于清除水中富里酸、悬浮物,淡水中富营养现象。水体灭菌、消毒、净化效果独特。

4. 高铁酸钾用于海洋防污治理

有关资料报导,K₂FeO₄在海洋环境净化方面的应用,以K₂FeO₄和过氧化物混合使用,作为无毒无害化的海洋防污剂,当他们的质量分别在2×10⁻⁸和3×10⁻⁷时,几乎显示出100%的防污效果,其良好的协同功能大大优于单独使用的效果,可用于近海养殖场及近海环境的净化。

5、高铁酸钾用于游泳池水的再生使用

由于K₂FeO₄对水体净化的优越性能,可将其应用到游泳池水的循环再生使用,它不仅消毒杀菌,去除人体带入的污物和悬浮固体,并对人体无任何伤害与刺激,安全无异味,投加方便,因此以它取代氯气用于游泳池水的消毒净化再生使用,是非常合适的。

6、高铁酸钾用于放射性废水的治理和用于去除砷、氰离子

K₂FeO₄在处理放射性废水时有优良的性能,以高铁酸钾处理含镅、钚废水,在PH值为11.5—12时,可将总α射线从3.0×10⁶Pci/L降至3.0×10³Pci/L以下 (1Pci=1012ci) 。

在美国能源部对放射性废水的治理中,用K₂FeO₄以二步处理过程将总α射线从37000Pci/L降到40 Pci/L。实际应用证明,高铁酸钾的性能优于目前流行的放射性废水的治理方法,处理水浓度大大低于排放标准。

7、高铁酸钾应用的广泛性

K₂FeO₄在水处理中由于功能独特,其应用研究继续深入。而潜在的用途包括在化学工业中利用其强氧化性能,能够氧化磺酸、亚硝酸盐、亚铁氰化物和其他无机物,造氧化淀粉用于纸张表面施胶及纺织品的精整。冶炼锌时用于除锰、锑和砷。在烟草工业中用于过滤嘴的制造。

B. 氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。 请回答下

(1)①Fe 3+ +3H 2 O Fe(OH) 3 (胶体) + 3H + ②氧化
(2)FeCl 2 10Cl - +2MnO 4 - +16H + =5Cl 2 ↑+2Mn 2+ + H 2 O铁氰化钾或K 3 [Fe(CN) 6 ] (写成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- 的浓度比较大(合理答案均计分)
(5)洗涤、干燥

C. 11.近年来高铁酸钾(K2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面,高铁酸钾的氧化性超过高锰酸钾,是一种集氧化、

B,⑤肯定没有。①、⑥氧化性强,与污水中的蛋白质进行氧化还原反应。(盐析是内向容某些蛋白质溶液中加入某些高浓度无机盐溶液后,可以降低蛋白质的溶解度,使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析,是物理变化,可复原。②不对)
蛋白质变性,溶解度下降,胶体聚沉(③对)
高铁酸钾(K2FeO4)有吸附凝聚作用,估计有水解吧,也可以用排除法。

D. 高铁酸钾的是如何净水的

高铁酸钾首先会遇生成的4Fe(OH)₃,色为红褐色,为絮状沉淀,具有吸附作用将会把水中的杂质吸附干净。

消毒杀菌作用的原理:是用高铁酸钾的氧化性。高铁酸钾的最高氧化还原电压达2.2V,仅次于氟气的氧化性,超过了二氧化氯、氯气、次氯酸纳、过氧化氢、高锰酸钾等。

(4)高铁酸钾是水处理过程中扩展阅读:

高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末。198℃以下干燥空气中稳定。极易溶于水而成浅紫红色溶液,静置后会分解放出氧气,并沉淀出水合三氧化二铁(即氧化铁)。

溶液的碱性随分解而增大,在强碱性溶液中相当稳定,是极好的氧化剂。具有高效的消毒作用。比高锰酸钾具有更强的氧化性。

高铁酸钾的其它方面的应用:

1、高铁酸钾用于鱼塘水产养殖类水处理:高铁酸钾可增加水体的溶氧量对水体中氨氮、亚硝酸盐、水藻类具有良好的去除效果,用于清除水中富里酸、悬浮物,淡水中富营养现象。水体灭菌、消毒、净化效果独特。

2、 高铁酸钾用于海洋防污治理:

有关资料报导,高铁酸钾在海洋环境净化方面的应用,以高铁酸钾和过氧化物混合使用,作为无毒无害化的海洋防污剂,当他们的质量分别在2×10-8和3×10-7时,几乎显示出100%的防污效果,其良好的协同功能大大优于单独使用的效果,可用于近海养殖场及近海环境的净化。

3、高铁酸钾用于游泳池水的再生使用:对水体净化的优越性能,可将其应用到游泳池水的循环再生使用,它不仅消毒杀菌,去除人体带入的污物和悬浮固体,并对人体无任何伤害与刺激,安全无异味,投加方便,因此以它取代氯气用于游泳池水的消毒净化再生使用,是非常合适的。

4、高铁酸钾用于放射性废水的治理和用于去除砷、氰离子

高铁酸钾和其他除砷原料相比,具有简便、效果好、产生污泥量少,无二次污染等优点,对于高砷饮用水,只要高铁酸钾投量与原水砷浓度达到15:1以上,处理后的水样中砷残留量都可以达到国家饮用水卫生标准<0.01mg/L的要求。

5、高铁酸钾应用的广泛性

在水处理中由于功能独特,其应用研究继续深入。而潜在的用途包括在化学工业中利用其强氧化性能,能够氧化磺酸、亚硝酸盐、亚铁氰化物和其他无机物,造氧化淀粉用于纸张表面施胶及纺织品的精整。

冶炼锌时用于除锰、锑和砷。在烟草工业中用于过滤嘴的制造(可氧化尼古丁变为香韵之味)。

在电子与国防工业中潜在的应用不断扩展,如:高铁酸钾“纳米电池”是储能密度大、体积小、重量轻、寿命长、高电压、高容量的新型无污染化学电源。功率及放电电流是普通电池的3——10倍。

E. 高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的高效水处理剂.(1)高铁酸钾具有强氧化性的原因是___

(1)高铁酸钾中的铁是正6价,处于高价态,具有强氧性,故答案为:其中的铁元素为+6价,易得电子;
(2)高铁酸钾是具有强氧性,还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体,吸附杂质的作用,故答案为:高铁酸钾有强氧化性,能杀菌消毒;产生的Fe(OH)3有吸附性,有絮凝作用;
(3)①2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,6molNa2O2中12mol的负一价氧,2mol的有变成0价,还有10mol变成-2价,而铁是正2价变为正6价,所以每生成2mol Na2FeO4时转移电子10mol,故答案为:10;
②Fe(NO33被NaClO氧化成Na2FeO4,故答案为:2Fe(NO33+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O;
(4)高铁电池由图2为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出的高铁电池的优点有放电时间长,工作电压稳定等优点,
故答案为:放电时间长;工作电压稳定;
(5)①在其它条件相同的情况下研究在FeO42-不同PH溶液中的稳定性,故答案为:研究在FeO42-不同PH溶液中的稳定性(或反应的速率);
②研究温度改变,FeO42-的稳定性,故答案为:温度越高,FeO42-越不稳定(或与水反应的速率越快);
③用平衡移动的原理解释,pH=11.50的溶液中OH-离子浓度大,使平衡向左移动,故答案为:pH=11.50的溶液中OH-离子浓度大,使平衡向左移动.

F. 高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂.(1)请完成FeO42-与水反应的方程式:4FeO4

(1)根据元素守恒可知未知产物应含氧元素,反应中Fe元素化合价降低,则氧元素化合价升高,所以产物为氧气,根据原子守恒可知为3O2;高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂,起到杀菌消毒作用,形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用;
故答案为:3O2;杀菌消毒、吸附悬浮物;
(2)由图1数据可知,温度越高,相同时间内FeO42-浓度变化越快,高铁酸钾溶液平衡时FeO42-浓度越小,温度越高FeO42-浓度越小,正向反应是吸热反应;
故答案为:温度升高,反应速率加快,平衡向正反应方向移动;>;
(3)A、不同PH值时,溶液中铁元素的存在形态及种数不相同,比如在PH值等于6时,就只有两种形态,故A错误;
B.根据图片知,改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小,故正确;
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O,故错误;
故答案为:B;
(4)HFeO4-?H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=

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

故答案为:
c(H+).c(FeO42?)
c(HFeO4?)

G. 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

(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+3Cl2

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.

H. 高铁酸钾在水处理中的作用依靠什么性质

水处理设备:就是通过各种物理的、化学的手段,去除水中一些对生产、生活不需要的有害的物版质权,这一类对水做过滤净化处理的设备。由于社会生产、生活与水密切相关,因此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,构成了一个庞大的产业应用。

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