【題目】高鐵酸鉀在飲用水源和廢水處理過程中，不僅能去除污染物和致癌化學(xué)污染物，而且不產(chǎn)生任何誘變致癌的產(chǎn)物，具有高度的安全性；其可溶于水，微溶于濃 KOH 溶液，且在強(qiáng)堿性溶液中比 較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)室用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的流程如圖所示：

流程圖中的飽和次氯酸鉀溶液的制備裝置如圖所示：

(1)A 為氯氣發(fā)生裝置。A 中反應(yīng)的離子方程式是___________；裝置 B 內(nèi)的試劑及作用是____________；

(2)裝置 C 反應(yīng)溫度控制在 0～5℃進(jìn)行，在不改變 KOH 溶液濃度前提下，實(shí)驗(yàn)中可采取措施是________。

(3)流程圖中在加入 KOH 固體的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的白色沉淀_____(填化學(xué)式)。

(4)在攪拌下，將 Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到 KClO 飽和溶液中即可制取 K2FeO4，寫出該反應(yīng)的離子方程式__________；反應(yīng)過程中溫度控制在 10~15℃，溫度過低或過高對(duì)反應(yīng)的影響是_____________。

(5)過濾除雜時(shí)不用普通漏斗和濾紙而采用砂芯漏斗(如圖)的原因是_____________。

(6)在提純高鐵酸鉀時(shí)采用重結(jié)晶、洗滌、干燥的方法，洗滌劑可以選用_____。

A.H2O B.濃 KOH 溶液 C.Fe(NO3)3溶液 D.異丙醇

(7)若提純得到 a gK2FeO4(M=198g/mol)，上述流程中有 5%的 Fe 損失，則需要提供 Fe(NO3)3(M=242g/mol)的質(zhì)量為_____g(用含 a 的計(jì)算式表示)。

【答案】2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 飽和食鹽水、吸收雜質(zhì)HCl氣體 將C裝置置于冰水浴中冷卻 KCl 3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 溫度過低或過高對(duì)反應(yīng)的影響是溫度太低，反應(yīng)速率慢影響產(chǎn)品的產(chǎn)率，溫度太高，會(huì)含有雜質(zhì)，氧化劑的有效濃度降低，從而使反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率下降； 普通漏斗和濾紙?jiān)趬A性條件下容易被腐蝕，而砂芯漏斗的濾板耐堿性和抗腐蝕性較好 BD g

【解析】

A裝置制備氯氣，B裝置除去氯氣中混有的HCl氣體，C裝置制備K2FeO4，尾氣吸收裝置吸收未反應(yīng)的氯氣，防止污染空氣。

（1）A 為氯氣發(fā)生裝置，高錳酸鉀與濃鹽酸生成氯化錳和氯氣。A 中反應(yīng)的離子方程式是2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；生成的氯氣中含有氯化氫，裝置 B 內(nèi)的試劑是飽和食鹽水，作用是吸收HCl氣體；故答案為：2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；飽和食鹽水、吸收雜質(zhì)HCl氣體；

（2）C裝置制備K2FeO4，反應(yīng)溫度控制在 0～5℃進(jìn)行，在不改變 KOH 溶液濃度前提下，實(shí)驗(yàn)中可采取措施是將C裝置置于冰水浴中冷卻。故答案為：將C裝置置于冰水浴中冷卻；

（3）發(fā)生的反應(yīng)方程式為2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，KCl溶解度小，飽和后易析出，流程圖中在加入 KOH 固體的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的白色沉淀KCl。故答案為：KCl；

（4）在攪拌下，將 Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到 KClO 飽和溶液中即可制取 K2FeO4，在KOH溶液中，Fe(NO3)3與KClO應(yīng)生成K2FeO4、KCl和KNO3，反應(yīng)的方程式為：2 Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，該反應(yīng)的離子方程式3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；反應(yīng)過程中溫度控制在 10~15℃，溫度過低或過高對(duì)反應(yīng)的影響是溫度太低，反應(yīng)速率慢，影響產(chǎn)品的產(chǎn)率，溫度太高，會(huì)含有雜質(zhì)，氧化劑的有效濃度降低，從而使反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率下降。故答案為：3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；溫度過低或過高對(duì)反應(yīng)的影響是溫度太低，反應(yīng)速率慢，影響產(chǎn)品的產(chǎn)率，溫度太高，會(huì)含有雜質(zhì)，氧化劑的有效濃度降低，從而使反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率下降；

（5）過濾除雜時(shí)不用普通漏斗和濾紙而采用砂芯漏斗的原因是普通漏斗和濾紙?jiān)趬A性條件下容易被腐蝕，而砂芯漏斗的濾板耐堿性和抗腐蝕性較好。故答案為：普通漏斗和濾紙?jiān)趬A性條件下容易被腐蝕，而砂芯漏斗的濾板耐堿性和抗腐蝕性較好；

（6）K2FeO4可溶于水、微溶于濃KOH溶液，在異丙醇中溶解度也比較小，在提純高鐵酸鉀時(shí)采用重結(jié)晶、洗滌、干燥的方法，洗滌劑可以選用B.濃 KOH 溶液D.異丙醇；故答案為：BD。

（7）由鐵原子守恒：Fe(NO3)3～K2FeO4

m= g，故答案為： g。

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：

【題目】我們利用物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)對(duì)周期表進(jìn)行研究，有助于我們更好地掌握同類知識(shí)。

（1）基態(tài)砷原子中，價(jià)電子占用__個(gè)原子軌道；雌黃分子式為As2S3，分子結(jié)構(gòu)如圖，則砷原子的雜化方式為__。

（2）向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加入過量氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體；該晶體所含的非金屬元素中，N、O、S第一電離能由大到小的順序是__(填元素符號(hào))，SO42-的空間構(gòu)型為__，晶體中含有的化學(xué)鍵有__。加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體的原因是__。

（3）常溫下PCl5是一種白色晶體，其立方晶系晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示，由A、B兩種微粒構(gòu)成。將其加熱至148℃熔化，形成一種能導(dǎo)電的熔體。已知A微粒與CCl4具有相同的空間構(gòu)型和相似的化學(xué)鍵特征，則A為__，B為__。

（4）磷化硼(BP)是一種超硬耐磨涂層材料，如圖為其立方晶胞。已知晶體中最近的硼原子和磷原子核間距為xcm，磷化硼的摩爾質(zhì)量為bg·mol-1，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則磷化硼晶體密度的表達(dá)式為__g·cm-3。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】我國秦俑彩繪和漢代器物上用的顏料被稱為“中國藍(lán)”、“中國紫”，直到近年來人們才研究出來其成分為BaCuSi4O10，BaCuSi2O6。

(1)“中國藍(lán)”、“中國紫”中均具有Cun＋離子，n＝___，基態(tài)時(shí)該陽離子的價(jià)電子排布式為______。

(2)“中國藍(lán)”的發(fā)色中心是以Cun+為中心離子的配位化合物，其中提供孤對(duì)電子的是___元素。

(3)合成“中國藍(lán)”、“中國紫”的原料有BaCO3，孔雀石Cu2(OH)2CO3和砂子(SiO2)。SiO2晶體中Si原子的雜化軌道是由______軌道（填軌道的名稱和數(shù)目）和________軌道雜化而成的。

(4)現(xiàn)代文物分析發(fā)現(xiàn)，“中國藍(lán)”中含有微量硫元素。假若硫元素來源一種陰離子是正四面體的天然鋇礦中，則最可能的鋇礦化學(xué)式是______。

(5)在5500年前，古代埃及人就己經(jīng)知道如何合成藍(lán)色顏料—“埃及藍(lán)”CaCuSi4O10，其合成原料中用CaCO3代替了BaCO3，其它和“中國藍(lán)”一致。CO32一中鍵角∠OCO為___。根據(jù)所學(xué)，從原料分解的角度判斷“埃及藍(lán)”的合成溫度比“中國藍(lán)”更___（填“高”或“低”）。

(6)自然界中的SiO2，硬度較大，主要原因是___。下圖為SiO2晶胞中Si原子沿z軸方向在xy平面的投影圖（即俯視投影圖），其中O原子略去，Si原子旁標(biāo)注的數(shù)字表示每個(gè)Si原子位于z軸的高度，則SiA與SiB的距離是_____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】化學(xué)變化中的能量轉(zhuǎn)換對(duì)于生產(chǎn)具有重大意義和研究?jī)r(jià)值。回答下列問題：

（l）中科院大連化學(xué)物理研究所的科研人員在新型納米催化劑Na-Fe3O4和HMCM-22的表面將CO2轉(zhuǎn)化為烷烴，其過程如圖。

①過程Ⅰ能量__（填“釋放”或“吸收”。

②已知：CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H═+41kJmol-1：

2CO2(g)+6H2(g)═C2H4(g)+4H2O(g) △H═-128kJmol-1：

3CO2(g)+9H2(g)═C3H6(g)+6H2O(g) △H═+157.5kJmol-l

C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)═C5H12(異戊烷，g) △H=+267.6kJmol-1。

則5CO(g)+11H2(g)═C5H12(異戊烷，g)+5H2O(g)△H=__kJmol-1。

（2）一種銅版畫雕刻用的酸性蝕刻液的有效成份是CuCl2，蝕刻反應(yīng)為：Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-。工業(yè)上用電解法將CuCl32-轉(zhuǎn)化為Cu2+，使蝕刻液再生并回收金屬Cu。裝置如圖（電極不參與反應(yīng)）。

①再生的CuCl2蝕刻液為流出液__（填“a”或“b”）。

②寫出N極的電極反應(yīng)：__。

③裝置中使用___離子交換膜（填“陽”或“陰”）。若電解池工作前，陰極室和陽極室中電解液質(zhì)量相等，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子，流出液未流出時(shí)，兩側(cè)電解液的質(zhì)量差為__g。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】中學(xué)化學(xué)涉及多種常數(shù)。 下列說法正確的是

A.兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變

B.對(duì)于反應(yīng)：3A(g)+2B(g) 4C(s)+2D(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 K=

C.KW 不是水的電離平衡常數(shù)

D.難溶電解質(zhì) AB2 飽和溶液中，c(A2+)＝x mol·L-1，c(B-)＝y mol·L-1，則 Ksp 值為 4xy2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】以太陽能為熱源，熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法，其流程如下圖所示。已知向反應(yīng)中得到的產(chǎn)物中加過量I2會(huì)得到兩層溶液——含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層，這兩層分別進(jìn)行反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ，循環(huán)分解制氫。下列說法錯(cuò)誤的是( )

A.反應(yīng)I的化學(xué)方程式為 SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI

B.該流程將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，且降低了水分解制氫的活化能

C.H2SO4層和HI層在加I2之前和加I2之后均分成兩層，且兩層密度、顏色均不相同

D.SO2和I2是反應(yīng) 2H2O =2H2+O2的催化劑

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】二氧化碳捕集與封存是應(yīng)對(duì)氣候變化問題的解決方案之一。回答下列問題：

(l)我國科研團(tuán)隊(duì)利用低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)了將CO2和CH4一步轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品。試寫出 CO2與CH4合成乙酸的熱化學(xué)方程式：____。

（甲烷和乙酸的燃燒熱分別為-890.31 kJ/mol、-876.72 kJ/mol）

(2)在某一鋼性密閉容器中CH4、CO2的分壓分別為15 kPa、20 kPa，加入Ni/α-Al2 O3催化劑并加熱至1123 K使其發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。

①研究表明CO的生成速率v（CO）=1.2810-2﹒p（CH4）p（CO2）（kPa s-1），某時(shí)刻測(cè)得p(H2)=10 kPa，則 p（CH4）=___kPa，v（CO）=___kPa s-1。

②達(dá)到平衡后測(cè)得體系壓強(qiáng)是起始時(shí)的，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____kPa）2。

(3)氮化鎵(GaN)與Cu可組成如圖所示的人工光合系統(tǒng)，該裝置能以CO2和H2O為原料合成CH4。

①該裝置工作時(shí)H+移向____（填“GaN”或“Cu”）電極，該電極上的電極反應(yīng)式為 ___。

②該裝置每產(chǎn)生1 mol CH4，左極室溶液質(zhì)量減少____g。

③本實(shí)驗(yàn)條件下，若CO2轉(zhuǎn)化為烴（如甲烷、乙烯等）的轉(zhuǎn)化率為10%，生成CH4的選擇性為12%，現(xiàn)收集到12 mol CH4，則通入的CO2為____mol。（已知：選擇性=生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的原料量／原料總的轉(zhuǎn)化量）

(4)上述人工光合系統(tǒng)裝置也可以制備乙烯、乙炔等重要化工原料。2010年Sheth等研究得出乙炔在Pd表面選擇加氫的反應(yīng)機(jī)理，如下圖所示。其中吸附在Pd表面的物質(zhì)用“*”標(biāo)注。

上述吸附反應(yīng)為 ____填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，該過程中最小能壘（活化能）為___ kJmol-1，該步驟的化學(xué)方程式為____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】萜類化合物廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)，關(guān)于下列萜類化合物的說法正確的是( )

A. a和b都屬于芳香族化合物

B. a和c分子中所有碳原子均處于同一平面上

C. a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色

D. b和c均能與新制的Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（）

①分子式為C16H14O5 ②能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 ③能發(fā)生加成反應(yīng)，但不能發(fā)生取代反應(yīng) ④苯環(huán)上的一溴代物有6種 ⑤1mol 該有機(jī)物與NaOH反應(yīng)時(shí)最多消耗4mol NaOH ⑥1mol該有機(jī)物在一定條件下和H2反應(yīng)，共消耗6molH2

A.①②③⑥B.①②③⑤C.①③④⑤⑥D.①②④⑤⑥

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