分析 Ⅰ.(1)根據(jù)電池裝置,Zn做負(fù)極,C為正極,高鐵酸鉀的氧化性很強(qiáng),正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe(OH)3;根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算Zn的質(zhì)量;
(2)鹽橋可起到平衡電荷,陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽(yáng)離子向正極移動(dòng);
(3)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有:使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定;
Ⅱ.氯化鐵溶液中加入次氯酸鈉和氫氧化鈉,發(fā)生反應(yīng)為:2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,將Na2FeO4粗產(chǎn)品在40%KOH溶液中溶解,過(guò)濾除去雜質(zhì)NaCl,加入飽和KOH溶液后,將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4,反應(yīng)方程式為Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,高鐵酸鉀易溶于水,難溶于異丙醇,用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品可以減少高鐵酸鉀的損耗,同時(shí)洗去高鐵酸鉀晶體表面的KOH和其他雜質(zhì),得到純產(chǎn)品高鐵酸鉀.
(4)其中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+6價(jià),共升高3價(jià),Cl元素化合價(jià)由+1價(jià)降低為-1,價(jià),共降低2價(jià),化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6,則FeCl3的系數(shù)為2、NaClO的系數(shù)為3,再根據(jù)原子守恒配平;所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑;
(5)加入飽和KOH溶液可以增大K+的濃度,減小高鐵酸鉀的溶解,促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出;
(6)根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38計(jì)算開始沉淀時(shí)c(OH-),再根據(jù)水的離子積計(jì)算溶液中c(H+),根據(jù)稀釋定律計(jì)算需要鹽酸的體積.
解答 解:Ⅰ.(1)根據(jù)電池裝置,Zn做負(fù)極,C為正極,高鐵酸鉀的氧化性很強(qiáng),正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe(OH)3,正極電極反應(yīng)式為:FeO42-+4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH-,若維持電流強(qiáng)度為1A,電池工作十分鐘,通過(guò)電子為$\frac{1A×600s}{96500C/mol}$,則理論消耗Zn為$\frac{1A×600s}{96500C/mol}$×$\frac{1}{2}$×65g/mol=0.2g,
故答案為:FeO42-+4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH-;0.2;
(2)鹽橋中陰離子移向負(fù)極移動(dòng),鹽橋起的作用是使兩個(gè)半電池連成一個(gè)通路,使兩溶液保持電中性,起到平衡電荷,構(gòu)成閉合回路,放電時(shí)鹽橋中氯離子向右移動(dòng),用某種高分子材料制成陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向左移動(dòng),
故答案為:右;左;
(3)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有:使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定,
故答案為:使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定;
Ⅱ.氯化鐵溶液中加入次氯酸鈉和氫氧化鈉,發(fā)生反應(yīng)為:2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,將Na2FeO4粗產(chǎn)品在40%KOH溶液中溶解,過(guò)濾除去雜質(zhì)NaCl,加入飽和KOH溶液后,將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4,反應(yīng)方程式為Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,高鐵酸鉀易溶于水,難溶于異丙醇,用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品可以減少高鐵酸鉀的損耗,同時(shí)洗去高鐵酸鉀晶體表面的KOH和其他雜質(zhì),得到純產(chǎn)品高鐵酸鉀.
(4)其中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+6價(jià),共升高3價(jià),Cl元素化合價(jià)由+1價(jià)降低為-1,價(jià),共降低2價(jià),化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6,則FeCl3的系數(shù)為2、NaClO的系數(shù)為3,再根據(jù)原子守恒配平后反應(yīng)方程式為:2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,NaClO是氧化劑,
故答案為:2、10、3、2、9、5;NaClO;
(5)加入飽和KOH溶液可以增大K+的濃度,減小高鐵酸鉀的溶解,促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出,
故答案為:減小高鐵酸鉀的溶解,促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出;
(6)溶液中c(Fe3+)=5mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,可知開始沉淀時(shí)c(OH-)=2×10-13mol/L,則溶液中c(H+)=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-13}}$mol/L=0.05mol/L,根據(jù)稀釋定律,需要鹽酸的體積為$\frac{0.05mol/L×100ml}{2mol/L}$=2.5mL,
故答案為:2.5.
點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池工作原理、物質(zhì)制備工藝流程,側(cè)重考查物質(zhì)制備方法的分析應(yīng)用,掌握物質(zhì)性質(zhì)和平衡移動(dòng)原理以及化學(xué)電池工作原理是解題關(guān)鍵,(1)中電極反應(yīng)式書寫為難點(diǎn),題目應(yīng)該給出一定的信息,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 改變溫度和使用催化劑都能改變化學(xué)反應(yīng)速率 | |
B. | 利用丁達(dá)爾效應(yīng)可以區(qū)別FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體 | |
C. | 根據(jù)△G=△H-T△S推測(cè):△H<0的化學(xué)反應(yīng)都可以自發(fā)進(jìn)行 | |
D. | 將AlCl3溶液蒸干并灼燒,所得固體為Al2O3 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
開始沉淀pH | 2.7 | 3.8 | 7.6 | 9.4 |
完全沉淀pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 蛋白質(zhì)屬于天然有機(jī)高分子化合物,沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命 | |
B. | HCHO溶液或(NH4)2SO4溶液均能使蛋白質(zhì)變性 | |
C. | 某些蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用會(huì)變黃 | |
D. | 可以采用多次鹽析或多次滲析的方法分離、提純蛋白質(zhì) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 蒸發(fā)操作時(shí),應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加熱 | |
B. | 蒸餾操作時(shí),應(yīng)使溫度計(jì)水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處 | |
C. | 分液操作時(shí),分液漏斗中下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出 | |
D. | 用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液,滴在pH試紙上,再跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較得到該溶液的pH值 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 3NO2+H2O═2HNO3+NO | B. | 4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2 | ||
C. | 3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl | D. | 2Na+2NH3(液)═2NaNH2+H2↑ |
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