17.高鐵酸鉀是一種高效凈水劑,具有強(qiáng)氧化性,能殺菌、消毒.在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途.濕法、干法制備高鐵酸鹽的原理如表所示:
濕法強(qiáng)堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e(NO33與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液
干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產(chǎn)物
(1)工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的流程如圖所示:

①洗滌粗品時(shí)選用異丙醇而不用水的理由是:減少高鐵酸鉀的溶解損失.
②反應(yīng)Ⅰ的離子方程式為Cl2+20H-=Cl-+ClO-+H2O.
③反應(yīng)Ⅱ中氧化劑與還原劑之比為3:2.
④已知25℃時(shí)Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38,反應(yīng)Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,則需要調(diào)整pH=3時(shí),開始生成Fe(OH)3(不考慮溶液體積的變化).
(2)由流程圖可見,濕法制備高鐵酸鉀時(shí),需先制得高鐵酸鈉,然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液,即可析出高鐵酸鉀.
①加入飽和KOH溶液的目的是:增大K+濃度,促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出.
②由以上信息可知:高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉。ㄌ睢按蟆被颉靶 保
(3)請(qǐng)寫出干法制備K2FeO4的化學(xué)反應(yīng)方程式Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O.

分析 反應(yīng)Ⅰ:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,反應(yīng)Ⅱ:3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,加入飽和KOH溶液可以增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出.
(1)①高鐵酸鉀溶于水,不溶于異丙醇,減少產(chǎn)品的損耗;
②根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式,氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉,次氯酸鈉和水;
③反應(yīng)Ⅱ是次氯酸根離子在堿溶液中把鐵離子氧化為高鐵酸根離子;
④依據(jù)溶度積常數(shù)和鐵離子濃度計(jì)算氫氧根離子濃度,結(jié)合離子積常數(shù)計(jì)算氫離子濃度得到鐵離子沉淀的PH;
(2)①加入飽和KOH溶液增大反應(yīng)物的濃度,使平衡右移;
②濕法制備高鐵酸鉀時(shí),需先制得高鐵酸鈉,然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液,即可析出高鐵酸鉀,說明高鐵酸鉀溶解度;
(3)根據(jù)含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)為還原劑,含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)為氧化劑,氧化鐵、硝酸鉀在氫氧化鉀溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K2FeO4、KNO2、和H2O.

解答 解:反應(yīng)Ⅰ:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,反應(yīng)Ⅱ:3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,加入飽和KOH溶液可以增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出.
(1)①洗滌粗品時(shí)選用異丙醇而不用水的理由是,高鐵酸鉀易溶于水,難溶于異丙醇,可以減少高鐵酸鉀的損耗,故答案為:減少高鐵酸鉀的溶解損失;
②氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉,次氯酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為Cl2+20H-=Cl-+ClO-+H2O,故答案為:Cl2+20H-=Cl-+ClO-+H2O;
③ClO-在堿性條件下可將Fe3+氧化為FeO42-,反應(yīng)方程式為,3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,反應(yīng)中氧化劑與還原劑之比為3:2,
故答案為:3:2;
④25℃時(shí)Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38,反應(yīng)Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,Ksp=c(Fe3+)×c3(OH-),c3(OH-)=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{4.0×1{0}^{-5}}$=10-33;c(OH-)=10-11mol/L,c(H+)=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10-3mol/L,鐵離子沉淀的溶液pH=3,
故答案為:3;
(2)①加入飽和KOH溶液增大反應(yīng)物K+的濃度,使平衡右移,促進(jìn)K2FeO4晶體析出,故答案為:增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出;
②流程分析可知,濕法制備高鐵酸鉀時(shí),需先制得高鐵酸鈉,然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液,即可析出高鐵酸鉀,說明高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀溶解度,高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉小,故答案為:小;
(3)干法制備K2FeO4的化學(xué)反應(yīng)為氧化鐵、硝酸鉀在氫氧化鉀溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng),氮元素的化合價(jià)降低,鐵元素的化合價(jià)升高,則KNO3為氧化劑,F(xiàn)e2O3為還原劑,化學(xué)方程式為:Fe2O3+3KNO3+4KOH═2K2FeO4+3KNO2+2H2O,
故答案為:Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O.

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng),離子方程式、原電池電極反應(yīng)的書寫,化學(xué)平衡的移動(dòng),明確利用元素的化合價(jià)變化來分析氧化劑、還原劑時(shí)解答的關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是“舊鍵的斷裂和新鍵的形成”.在一定條件下,一個(gè)乙醇分子斷鍵只失去兩個(gè)氫原子,生成的新有機(jī)化合物可能有(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,不一定填滿)CH3CHO;;CH2=CHOH;..
根據(jù)你學(xué)習(xí)過的知識(shí)和提供的試劑、儀器,實(shí)現(xiàn)上述某一種轉(zhuǎn)化,并驗(yàn)證該轉(zhuǎn)化后的有機(jī)化臺(tái)物.試劑:無水乙醇、光亮的銅絲、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液.儀器:試管、試管夾、鑷子、膠頭滴管、酒精燈、火柴.
乙醇的轉(zhuǎn)化:
①實(shí)驗(yàn)方案是:取5mL無水乙醇加入試管中,將銅絲在酒精燈外焰上燒紅后插入乙醇中,這樣的操作反復(fù)進(jìn)行多次,觀察現(xiàn)象
②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:燒紅了的銅絲離開火焰后呈黑色,從乙醇中取出的銅絲又呈紅色,試管中的液體產(chǎn)生了刺激性氣味
③乙醇轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源:2017屆廣西桂林十八中高三上10月月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是( )

①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol–1

A.反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.反應(yīng)②為放熱反應(yīng)

C.反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小

D.反應(yīng)CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ·mol–1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

5.氧化鋅粉末廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、陶瓷、化工、醫(yī)藥、玻璃等行業(yè),為綜合應(yīng)用資源,常從冶煉鋅、鋅制品加工企業(yè)回收的鋅渣(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等雜質(zhì))來制取氧化鋅,流程如圖:

有關(guān)氫氧化物沉淀完全的pH見表
沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2
PH5.23.29.76.78.0
(1)在酸浸過程中,常將鋅渣碎成粉末的目的是增大接觸面積,提高鋅的浸出速率.
(2)上述工藝多處涉及“過濾”,實(shí)驗(yàn)室中過濾需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗.
(3)①在“除雜Ⅰ”中,常用酸性KMnO4溶液,其目的是將Fe2+ 轉(zhuǎn)化成為Fe3+,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式5Fe2++2MnO4-+16H+=2Mn2++5Fe3++8H2O.將溶液的pH調(diào)至4,目的是讓三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去.②在“除雜Ⅱ”中,加入鋅粉的目的是除去溶液中的Cu2+
(4)在“碳化合成”中,產(chǎn)物中有堿式碳酸鋅[Zn2(OH)2CO3]和CO2等,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na2CO3+2Zn(NO32+H2O=[Zn2(OH)2CO3+CO2+4NaNO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

12.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝、助凝、殺菌、除臭為一體的新型高效多功能綠色水處理劑,具有良好的應(yīng)用前景.其生產(chǎn)工藝如下:

已知:①2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O(條件:溫度較低)
②6KOH+3C12═5KCl+KClO3+3H2O(條件:溫度較高)
回答下列問題:
(1)該生產(chǎn)工藝應(yīng)在溫度較低(填“溫度較高’’或“溫度較低”)的情況下進(jìn)行.
(2)寫出Fe(NO33在強(qiáng)堿性條件下與KClO反應(yīng)制K2FeO4的離子方程式2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O.
(3)在“反應(yīng)液I”中加KOH固體的目的是AC(填序號(hào)).
A.與“反應(yīng)液I”中過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KClO
B.KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量,有利于提高反應(yīng)速率
C.為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物   D.使副產(chǎn)物KClO3化為KClO.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.氯酸鎂[Mg(ClO32]常用作催熟劑、除草劑等,實(shí)驗(yàn)室制備少量Mg(ClO32•6H2O的流程如圖1:

已知:
①鹵塊主要成分為MgCl2•6H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì).
②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖2所示.
(1)“調(diào)節(jié)pH=4”可選用的試劑是①③④(填編號(hào)).
①M(fèi)gO  ②CuO  ③MgCO3  ④Mg
(2)加入BaCl2的目的是除去雜質(zhì)離子,檢驗(yàn)雜質(zhì)離子已沉淀完全的方法是靜置,取上層清液加入BaCl2,若無白色沉淀,則SO42-沉淀完全.
(3)“濾渣”的主要成分為BaSO4和Fe(OH)3
(4)加入NaClO3飽和溶液發(fā)生反應(yīng)為:MgCl2+2NaClO3══Mg(ClO32+2NaCl,再進(jìn)一步制取Mg(ClO32•6H2O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為:①蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶;②趁熱過濾;③冷卻結(jié)晶;④過濾、洗滌、干燥.
(5)將產(chǎn)品先用水洗滌,再用無水乙醇清洗.無水乙醇的作用是減少產(chǎn)品的損耗,使產(chǎn)品快速干燥.
(6)產(chǎn)品中Mg(ClO32•6H2O含量的測(cè)定:
步驟1:準(zhǔn)確稱量3.00g產(chǎn)品配成100mL溶液.
步驟2:取10mL于錐形瓶中,加入10mL稀硫酸和20mL 1.000mol•L-1的FeSO4溶液,微熱.
步驟3:冷卻至室溫,用0.100mol•L-1 K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn),此過程中反應(yīng)的離子方程式為:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
步驟4:將步驟2、3重復(fù)兩次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL.
①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:ClO3-+6Fe2++6H+═6Fe3++Cl-+3H2O.
②產(chǎn)品中Mg(ClO32•6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.4%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一.
Ⅰ.合成氨用的氫氣有多種制取的方法:
①活潑金屬(如鈉)直接跟水反應(yīng);
②金屬(如鋅)跟稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng);
③電解水制氫氣
④由焦炭跟水反應(yīng)制取氫氣:C+H2O(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H2;
⑤由天然氣制取氫氣:CH4+H2O(g)$\frac{\underline{\;\;\;高溫\;\;\;}}{催化劑}$CO+3H2
(1)請(qǐng)你再補(bǔ)充一種制取氫氣的方法,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
(2)已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖,則方法⑤反應(yīng)的焓變△H=(a+3b-c)kJ•mol-1

Ⅱ.在3個(gè)2L的密閉容器中,在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進(jìn)行反應(yīng):3H2(g)+N2(g)$\frac{\underline{\;高溫高壓\;}}{催化劑}$2NH3(g),按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
容器
反應(yīng)物投入量3mol H2、2mol N26mol H2、4mol N22mol NH3
達(dá)到平衡的時(shí)間(min)58
平衡時(shí)N2的濃度(mol•L-1c11.5
NH3的體積分?jǐn)?shù)ω1ω3
混合氣體密度(g•L-1ρ1ρ2
(3)分析上表數(shù)據(jù),下列關(guān)系正確的是ab(填寫序號(hào)字母).
a.2c1>1.5mol/L         b.2ρ12       c.ω31
(4)在該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{(2-2{c}_{1})^{2}}{{c}_{1}×(3{c}_{1}-1.5)^{3}}$(用含c1的代數(shù)式表示).
(5)容器乙中反應(yīng)從開始到達(dá)平衡的反應(yīng)速率為v(H2)=0.3mol/(L.min).
Ⅲ.用氨氣制取尿素[CO(NH22]的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)?CO (NH22(l)+H2O(g).某溫度下,為進(jìn)一步提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,下列措施中能達(dá)到目的是ab.
a.提高NH3的濃度   b.增大壓強(qiáng)   c.及時(shí)轉(zhuǎn)移生成的尿素   d.使用更高效的催化劑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.在容積可變的密閉容器中,10mol N2和30mol H2在一定條件下反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時(shí)氨氣的物質(zhì)的量為(  )
A.2.5 molB.4.5 molC.5molD.7.5 mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的說法正確的是(  )
A.SO2具有漂白性,可使紫色石蕊試液褪色
B.氧化鋁、氧化鎂可用作制耐火材料
C.可用瓷坩堝中加熱熔化氫氧化鈉固體
D.向溴水中滴入植物油,振蕩后,油層顯無色,說明溴不溶于油脂

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同步練習(xí)冊(cè)答案