Question

17．亞鐵氰化鉀（K₄Fe（CN）₆，黃血鹽）在實驗室、電鍍、食品添加劑及醫(yī)學上可用于冶療鉈（Tl）中毒、燒制青花瓷時可用于繪畫等有廣泛用途．一種用含NaCN廢水合成黃血鹽的主要工藝流程如圖1：

（1）NaCN的電子式為；
（2）根據平衡移動原理實驗室常用K₄Fe（CN）₆溶液檢驗Fe³⁺，生成難溶鹽KFe[Fe（CN）₆]，生成的鹽又可用于治療Tl₂SO₄中毒，試寫出上述反應的離子方程式為K⁺+[Fe（CN）₆]^4-+Fe³⁺=KFe[Fe（CN）₆]↓．
（3）流程圖中加入碳酸鈉溶液主要目的是除去其中的Ca²⁺．
（4）相同溫度下溶解度：Na₄[Fe（CN）₆]＞K₄[Fe（CN）₆]（選填：“＞”、“=”、“＜”）．
（5）五羰基鐵[Fe（CO）₅]相當活潑，吸收H₂生成四羰基鐵酸[H2Fe（CO）₄]，四羰基鐵酸與NaOH反應生成的四羰基鐵酸二鈉水溶液呈堿性． 四羰基鐵酸在水溶液中的電離方程式為H₂Fe（CO）₄?HFe（CO）₄^-+H⁺，HFe（CO）₄^-?Fe（CO）₄^2-+H⁺．
（6）工業(yè)上常采用如圖2所示的電解裝置，利用鐵的化合物將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉化為可利用的硫．通電電解，然后通入H₂S時發(fā)生反應的離子方程式為2[Fe（CN）₆]^3-+2CO₃^2-+H₂S═2[Fe（CN）₆]^4-+2HCO₃+S↓． 電解過程中陰極區(qū)溶液的pH變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（7）常溫下，用氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x轉變?yōu)镹₂，同時ZnFe₂O_y轉變?yōu)?ZnFe₂O₄．若2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂反應可生成0.5mol N₂，則y=3．

Answer 1

分析 實驗目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，以此解答該題．
（1）NaCN為離子化合物，離子化合物陰離子帶電荷且用“[]”；
（2）K₄Fe（CN）₆與Fe³⁺反應生成生成難溶鹽KFe[Fe（CN）₆]和鉀離子；
（3）反應器中加入氯化鈣，需要加入碳酸鈉除去；
（4）經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較��；
（5）氫化羰基鐵為二元弱酸，在溶液中分兩步電離；
（6）電解時陽極發(fā)生失電子的氧化反應，將[Fe（CN）₆]^4-轉化為Fe（CN）₆]^3-，化合價升高；陰極反應式為2HCO₃^-+2 e^-═H₂↑+2CO₃^2-，據此判斷；
（7）依據氧化還原反應的電子守恒計算ZnFe₂O_y中Fe元素化合價，再根據化合物中的元素化合價代數為0計算y的值．

解答 解：實驗目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，
（1）NaCN為離子化合物，電子式為，故答案為：；
（2）K₄Fe（CN）₆與Fe³⁺反應生成生成難溶鹽KFe[Fe（CN）₆]和鉀離子，離子方程式為：K⁺+[Fe（CN）₆]^4-+Fe³⁺=KFe[Fe（CN）₆]↓，
故答案為：K⁺+[Fe（CN）₆]^4-+Fe³⁺=KFe[Fe（CN）₆]↓；
（3）反應器中加入氯化鈣，加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，
故答案為：除去其中的Ca²⁺；
（4）經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，故答案為：＞；
（5）氫化羰基鐵為二元弱酸，在溶液中分兩步電離，其電離方程式為：H₂Fe（CO）₄?HFe（CO）₄^-+H⁺，HFe（CO）₄^-?Fe（CO）₄^2-+H⁺；
故答案為：H₂Fe（CO）₄?HFe（CO）₄^-+H⁺，HFe（CO）₄^-?Fe（CO）₄^2-+H⁺；
（6）電解時陰極反應式為2HCO₃^-+2 e^-═H₂↑+2CO₃^2-，由于CO₃^2-的水解程度大于HCO₃^-，所以堿性增強，則pH變大；
故答案為：變大；
（7）2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則ZnFe₂O_y被還原為ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_y中鐵元素的化合價為a，根據電子轉移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.5mol×2×4，解得a=2，化合價代數和為0，則2+2×2=2y，解得y=3，
故答案為：3．

點評 本題考查物質的制備實驗方案的設計，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，為高考常見題型，注意根據流程圖把握實驗的原理和操作方法，難度中等，注意根據氧化還原反應的化合價的升降總數相等計算．