【題目】高鐵酸鉀是綠色、環(huán)保型水處理劑,也是高能電池的電極材料。工業(yè)上,利用硫酸亞鐵為原料,通過鐵黃(FeOOH)制備高鐵酸鉀,可降低生產(chǎn)成本且產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)。工藝流程如下:

回答下列問題:

(1)有同學認為上述流程可以與氯堿工業(yè)聯(lián)合。寫出電解飽和食鹽水制取次氯酸鈉的化學方程式 。

(2)制備鐵黃的反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。實驗測得反應溶液的pH、溫度對鐵黃產(chǎn)率的影響如圖所示。反應溫度宜選擇 ;pH大于4.5時鐵黃產(chǎn)率降低的主要原因可能是 。

(3)用高鐵酸鉀處理水時,不僅能消毒殺菌,還能除去水體中的H2S、NH3、CN等,生成的氫氧化鐵膠體粒子還能吸附水中懸浮雜質(zhì)。試寫出高鐵酸鉀處理含CN廢水時除去CN的離子方程式 。

(4)K2FeO4可作鋅鐵堿性高能電池的正極材料,電池反應原理:

2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH。放電時負極材料是 ;充電時陽極的電極反應式為 。

(5)已知:常溫下,Kap[Fe(OH)3]=4.0×10-38。高鐵酸鉀的凈水能力與廢水的pH有關(guān),當溶液pH=2時,廢水中c(Fe3+)= mol·L-1

(6)如果上述流程中,鐵元素總利用率為75%。利用1mol 2mol·L-1FeSO4溶液能制備純度為90%的高鐵酸鉀 kg。

【答案】

(1)NaCl+H2ONaClO+H2↑;

(2)1:4;40℃;酸性減弱,F(xiàn)e(OH)3增多;

(3)10FeO42-+6CN+22H2O=10Fe(OH)3(膠體)+6CO32-+3N2↑+14OH;

(4)Zn;Fe(OH)3-3e+5OH=FeO42-+4H2O;

(5)0.04

(6)330;

【解析】

試題分析(1)電解飽和食鹽水制取次氯酸鈉的化學方程式為NaCl+H2ONaClO+H2↑,故答案為:NaCl+H2ONaClO+H2↑;

(2)硫酸亞鐵與氧氣反應生成鐵黃(FeOOH)的反應中氧化劑為氧氣,還原劑為硫酸亞鐵,反應中鐵的化合價由+2合成+3價,O元素的化合價由0價變成-2價,根據(jù)得失電子守恒,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為=,根據(jù)圖像,40℃左右時,鐵黃產(chǎn)率較高;pH大于4.5時生成了氫氧化鐵,使得鐵黃產(chǎn)率降低,故答案為:1:4;40℃;酸性減弱,F(xiàn)e(OH)3增多;

(3)高鐵酸鉀具有氧化性,可以將CN氧化為氮氣和二氧化碳而除去,本身被還原為氫氧化鐵膠體,在堿性溶液中二氧化碳變成碳酸根離子,反應的方程式為10FeO42-+6CN+22H2O=10Fe(OH)3(膠體)+6CO32-+3N2↑+14OH,故答案為:10FeO42-+6CN+22H2O=10Fe(OH)3(膠體)+6CO32-+3N2↑+14OH

(4)根據(jù)2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH。鋅反應中化合價升高被氧化,是負極;充電時陽極發(fā)生氧化反應,生成高鐵酸根離子,電極反應式為Fe(OH)3-3e+5OH=FeO42-+4H2O,故答案為:Zn;Fe(OH)3-3e+5OH=FeO42-+4H2O;

(5)pH=2時,c(OH-)=10-12mol/L,根據(jù)Kap[Fe(OH)3]=4.0×10-38 c(Fe3+)=mol/L=0.04mol/L,故答案為:0.04;

(6)1mol 2mol·L-1FeSO4溶液中含有2mol FeSO4,根據(jù)鐵元素守恒,生成高鐵酸鉀的質(zhì)量=2mol×75%×198g/mol÷90%=330kg,故答案為:330。

練習冊系列答案
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【題目】對于化學反應3Wg+2Xg=4Yg+3Zg,下列反應速率關(guān)系中,正確的是

A.υW=3υZ

B. 3υX=2υZ

C.υX= 2υY

D. 3υW=2υX

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【題目】磷及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的用途;卮鹣铝袉栴}:

(1)已知磷酸()分子中的三個氫原子都可以與重水分子(D2O中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸(H3PO2)也可與D2O進行氫交換,但次磷酸鈉(NaH2PO2) 卻不能與D2O發(fā)生氫交換。則H3PO2是(填一元”“二元三元)酸,其分子的結(jié)構(gòu)式為________(填字母)。

(2)H3PO2具有較強的還原性,可以通過電解的方法制備。四室電滲析法工作原理如圖所示(陽離子交換膜和陰離子交換膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。

陽極的電極反應式為_________。

II 膜為___________(填陰離子交換膜陽離子交換膜)。

早期采用三室電滲析法制備H3PO2,將四室電滲析法中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的交換膜,從而合并陽極室與產(chǎn)品室,其缺點是產(chǎn)品中混有______雜質(zhì)。

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【題目】CaS用于制備除蟲劑、發(fā)光材料等。某課題組擬用硫酸鈣和焦炭在高溫下反應制備硫鈣并檢驗產(chǎn)物。

1甲同學設計如圖實驗裝置檢驗氣體產(chǎn)物:

①B裝置作用是

②DE裝置能檢驗裝置A的反應產(chǎn)物是 ;

③E裝置中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是 。

2乙同學提出,根據(jù)氧化還原反應,A中的氣體產(chǎn)物可能還有CO2SO2,為了驗證他的猜想,結(jié)合上述裝置并選擇下列儀器設計方案(同一種儀器可重復使用)。

氣流從左至右,儀器連接順序為A、F 。

能證明有SO2的現(xiàn)象是 ;能證明有CO2的現(xiàn)象是 。

除去SO2的離子方程式為 。

3經(jīng)試驗檢驗氣體產(chǎn)物有SO2CO、CO2且氣體體積之比為112,寫出A中反應的化學方程式 。

4利用重量法測定固體產(chǎn)物的質(zhì)量之比,即將樣品溶于足量的飽和碳酸鈉溶液,過濾洗滌、干燥等。需要測定的物理量有 。(已知CaSH2O反應生成Ca(OH)2H2S)

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【題目】腈綸織物廣泛地用作衣物、床上用品等。腈綸是由CH2=CH-CN聚合而成的,CH2=CH-CN可以由下列反應制得:CH3-CH=CH2+NH3+O2CH2=CH-CN+H2O

丙烯可以由石腦油裂解制得:C10H22→2C3H6+X

(1配平方程式:CH3-CH=CH2+NH3+O2CH2=CH-CN+H2O

(2寫出上述反應式中X的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式

(3生物質(zhì)含有葡萄糖、淀粉和纖維素等糖類,也稱碳水化合物,綠色植物將二氧化碳和水變成碳水化合物,寫出由二氧化碳和水變成葡萄糖的化學方程式 ;

(4葡萄糖在堿性、加熱條件下,能與 (試劑名稱反應析出光亮的金屬;在加熱條件下,也可與新制的氫氧化銅反應,寫出該反應現(xiàn)象 。

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【題目】下列除去雜質(zhì)所用的試劑與方法均正確的是

A.苯中含有苯酚雜質(zhì):加入溴水,過濾

B.乙醇中含有乙酸雜質(zhì):加入飽和碳酸鈉溶液,分液

C.溴苯中含有溴雜質(zhì):加入NaOH溶液,分液

D.CO2中含有HCl雜質(zhì):通入飽和NaHCO3溶液,洗氣

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反應NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g) H2=72.49kJ·mol1

總反應2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g) H3=86.98kJ·mol1

請回答下列問題:

(1)反應H1= (用具體數(shù)據(jù)表示)。

(2)反應S (或<)0,一般在 情況下有利于該反應的進行。

(3)反應中影響CO2平衡轉(zhuǎn)化率的因素很多,下圖1為某特定條件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和溫度影響CO2平衡轉(zhuǎn)化率變化的趨勢曲線。

其他條件相同時,為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,生產(chǎn)中可以采取的措施是 (填提高或降低)水碳比。

當溫度高于190后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)如圖所示的變化趨勢,其原因是

(4)某研究小組為探究反應中影響c(CO2)的因素,在恒溫下將0.4molNH30.2molCO2放入容積為2L的密閉容器中,t1時達到平衡過程中c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如上圖所示。若其他條件不變,t1時將容器體積壓縮到1L,請畫出t1c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線(t2達到新的平衡)。

(5)尿素在土壤中會發(fā)生反應CO(NH2)22H2O(NH4)2CO3。下列物質(zhì)中與尿素有類似性質(zhì)的是

ANH2COONH4 BH2NOCCH2CH2CONH2

CHOCH2CH2OH DHOCH2CH2NH2

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【題目】下列說法正確的是

A.化學電池的反應基礎是氧化還原反應

B.鉛蓄電池是二次電池

C.燃料電池是一種高效,但是污染環(huán)境的發(fā)電裝置

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【題目】t℃時,CuSO4在水中溶解度為25g,將32gCuSO4白色粉末加入到mg水中,形成飽和CuSO4溶液,并有CuSO4·5H2O晶體析出,則m的取值范圍是

A. 18g≤m≤128g B. 36gm180g

C. 18gm128g D. 36gm≤180g

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