高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种新型的污水处理剂。

(1)K₂FeO₄制备：

①i中反应的离子方程式是_______。

② 将ii中反应的离子方程式补充完整：____Fe³⁺ +____OH^- +____ClO^-=____FeO₄^2-+_______+________

③ iii中反应说明溶解度：Na₂FeO₄_______K₂FeO₄(填“＞”或“＜ ”)。

(2)K₂FeO₄的性质：

i. 将K₂FeO₄固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为O₂，液体有丁达尔效应。

ii. 将K₂FeO₄固体溶于浓KOH溶液中，放置2小时无明显变化。

iii. 将K₂FeO₄固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比i快。

① K₂FeO₄溶于蒸馏水的化学反应方程式是_______。

② K₂FeO₄的氧化性与溶液pH的关系是_______。

(3)K₂FeO₄的应用。K₂FeO₄可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N₂)处理。K₂FeO₄对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如下：

① K₂FeO₄脱氮的最佳pH是_____。

② 根据图推测，pH = 4时生活垃圾渗透液中含氮物质主要以______形式存在。

③ pH大于8时，脱氮效果随pH的升高而减弱，分析可能的原因：_______。

答案

【答案】    (1). 2Fe²⁺ +H₂O₂ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O    (2). 2    (3). 10    (4). 3    (5). 2    (6). 3Cl^－    (7). 5H₂O    (8). ＞    (9). 4K₂FeO₄ +10H₂O = 4Fe(OH)₃(胶体) + 3O₂↑ + 8KOH    (10). pH越小，氧化性越强    (11). pH≈8    (12). NH₄⁺    (13). pH＞8的溶液，随pH增大，K₂FeO₄氧化性减弱，不利于将含氮物质氧化

【解析】

【分析】

将硫酸亚铁与酸性过氧化氢溶液反应，得到硫酸铁，硫酸铁与氢氧化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应，得到高铁酸钠，再加入氢氧化钾，可以到到高铁酸钾；

(1)①i中是2Fe²⁺ 和酸性H₂O₂溶液发生氧化还原反应；

②根据电荷守恒和元素守恒完成并配平离子方程式；

③ iii中由高铁酸钠溶液转化为高铁酸钾粗品，说明溶解度减小；

(2)①根据K₂FeO₄固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为O₂，液体有丁达尔效应的现象，完成化学方程式。

②根据将K₂FeO₄固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比i快的现象，得出pH越小，氧化性越强；

(3)①根据图像，pH≈8时，K₂FeO₄脱氮率最高；

②图像可以得出，pH = 4时，氮元素的去除率为百分之六十，生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N₂)生活垃圾中的含氮物质为NH₄⁺；

③由于pH越小，高铁酸钾的氧化性越强，则PH增大，会使高铁酸钾的氧化性减弱；

【详解】将硫酸亚铁与酸性过氧化氢溶液反应，得到硫酸铁，硫酸铁与氢氧化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应，得到高铁酸钠，再加入氢氧化钾，可以到到高铁酸钾；

(1).①i中是2Fe²⁺ 和酸性H₂O₂溶液发生氧化还原反应，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺ =2Fe³⁺+2H₂O，

故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；

②根据电荷守恒和元素守恒完成并配平离子方程式， 2Fe³⁺ +10OH^- +3ClO^-=2FeO₄^2-+ 3Cl^－  +5H₂O，

故答案为：2；10；3；2；3Cl^－；5H₂O；

③iii中由高铁酸钠溶液转化为高铁酸钾粗品，说明溶解度减小，

故答案为：＞；

 (2).①将K₂FeO₄固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为O₂，液体有丁达尔效应根据现象写出化学方程式4K₂FeO₄ +10H₂O = 4Fe(OH)₃(胶体) + 3O₂↑ + 8KOH，

故答案为：4K₂FeO₄ +10H₂O = 4Fe(OH)₃(胶体) + 3O₂↑ + 8KOH；

②根据将K₂FeO₄固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比i快的现象，得出pH越小，氧化性越强，

故答案为：pH越小，氧化性越强；

(3).①根据图像，pH≈8时，K₂FeO₄脱氮率最高，

故答案为：pH≈8；

②图像可以得出，pH = 4时，氮元素的去除率为百分之六十，生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N₂)生活垃圾中的含氮物质为NH₄⁺，

故答案为：NH₄⁺；

③由于pH越小，高铁酸钾的氧化性越强，则PH增大，会使高铁酸钾的氧化性减弱，

故答案为：pH＞8的溶液，随pH增大，K₂FeO₄氧化性碱弱，不利于将含氮物质氧化；