| 郭士成 林秋华
(临沂师范学院化学系 山东临沂 276005)
按语：高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，具有非常广阔的应用前景，已经被多套新课程课标教材选做教学素材。本站特撷取相关文章，以飨读者。
（1）化学实验室－新型净水剂高铁酸钾的制备
（2）教学素材－高铁酸钾与饮用水处理
笔者参与了临沂市“沂河水资源调查与保护”课题研究，在查阅大量资料和充分论证的基础上，选定高铁酸钾为水处理剂，对高铁酸钾的制备和应用进行了大量实践。研究表明，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。
1 次氯酸盐氧化法(湿法)
1.1反应原理先制备次氯酸钾饱和溶液:
加入三价铁盐，合成高铁酸钾:
 1.2方法与步骤
(1)制备次氯酸钾强碱性饱和溶液在100mL水中溶解56gKOH，冷至室温后倒入三口瓶中，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。
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。
(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20g研细的Fe(NO3)3·9H2O(或13.5gFeCl3·6H2O)，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，用玻璃砂漏斗抽滤，得高铁酸钾粗品。
(3)重结晶
将玻璃砂漏斗内的高铁酸钾粗品搅起，用100mL3mol/LKOH溶液分5次洗涤，所得高铁酸钾溶液倒入用冰水冷却着的100mL饱和KOH溶液中，陈化30min，抽滤，得高铁酸钾产品。
(4)洗涤并干燥
将玻璃砂漏斗内的高铁酸钾，依次用100mL正戊烷(分5次)，30mL异丙醇(分3次)，30mL无水乙醚(分3次)进行洗涤，除去KCl、KOH和水分。抽干后，将高铁酸钾转入玻璃器皿中，用真空干燥箱在60℃下烘干2h，将所得高铁酸钾纯品密封保存、备用。
次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾，操作比较麻烦，但容易实现，经放大中试，有望实现工业化生产。
2 电解法
电解法采用隔膜型电解槽，池体为聚四氟乙烯材料，隔膜材料为全氟磺酸树脂膜。阴极为低碳钢板，电解液为NaOH、NaCl和Fe3+水溶液；阳极为镍网，电解液为浓NaOH溶液。在30℃～50℃下，通电电解，反应如下:
 电解产物为Na2FeO4溶液，在保持较低温度下，加入KOH固体至饱和，析出溶解度小的K2FeO4。
经处理可得高铁酸钾产品。该法操作简单，原材料消耗少，但耗电高，副产品多。
3 高温过氧化物法(干法)
将Na2O2和FeSO4按物质的量比3∶1比例在密闭、干燥的环境中混匀，在N2气流中加热至700℃，反应1h可得Na2FeO4粉末，反应如下:
2FeSO4+6Na2O2＝2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
用5mol/LNaOH溶解固体粉末，抽滤得高铁酸钠溶液，在低温下加入KOH固体至饱和，析出高铁酸钾，经处理得产品。
该法反应放热多，体系升温快，容易引起爆炸。需严格控制操作条件，比较危险，且难于实现，目前很少采用。
（注：本文摘编自《高铁酸钾与饮用水处理》化学教育2005年第1期） |
