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某小組同學在實驗室制備高鐵酸鉀(K2FeO4),并探究制備的適宜條件。制備K2FeO4的實驗裝置如圖(夾持裝置略)。
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資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液。
(1)裝置A中產生Cl2的化學方程式是
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(錳被還原為Mn2+)。
(2)研究試劑a對K2FeO4產率的影響,對比實驗如下。
實驗編號 試劑a 實驗現(xiàn)象
FeCl3和少量KOH 無明顯現(xiàn)象
FeCl3和過量KOH 得到紫色溶液,無紫色固體
Fe(NO33和過量KOH 得到紫色溶液(顏色比Ⅱ深),有紫色固體
上述實驗中,溶液總體積、FeCl3和Fe(NO33的物質的量、Cl2的通入量均相同。
①實驗Ⅱ、Ⅲ產生K2FeO4,將方程式補充完整。
還原反應:
Cl2+2e-=2Cl-
Cl2+2e-=2Cl-
。
氧化反應:
1
1
Fe(OH)3+
5
5
OH--
3
3
e-=
1
1
F
e
O
2
-
4
+
4H2O
4H2O
。
②對實驗Ⅰ未產生K2FeO4而實驗Ⅱ能產生的原因提出假設:實驗Ⅱ溶液堿性較強,增強+3價鐵的還原性。以下實驗證實了該假設。
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步驟1:通入Cl2,電壓表示數(shù)為V1;
步驟2:向右側燒杯中加入
KOH固體
KOH固體
(填試劑),電壓表示數(shù)為V2(V2>V1)。
③反思裝置B的作用:用飽和NaCl溶液除去HCl,用平衡移動原理解釋
氯氣溶于水時存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應ⅱ進行,減少Cl2的溶解
氯氣溶于水時存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應ⅱ進行,減少Cl2的溶解
。
④實驗Ⅱ中K2FeO4的產率比實驗Ⅲ低,試解釋原因:
II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進行(或根據(jù)反應:Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱)
II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進行(或根據(jù)反應:Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱)
。
(3)向實驗Ⅱ所得紫色溶液中繼續(xù)通入Cl2,觀察到溶液紫色變淺??赡茉蚴峭ㄈ隒l2后發(fā)生
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(填離子方程式)而使溶液堿性減弱,進而導致K2FeO4分解。

【答案】2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;Cl2+2e-=2Cl-;1;5;3;1;4H2O;KOH固體;氯氣溶于水時存在如下平衡:ⅰ.Cl2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應ⅱ進行,減少Cl2的溶解;II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進行(或根據(jù)反應:Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱);Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/5/17 8:0:8組卷:12引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉,有極強的還原性。受熱、遇水都會發(fā)生分解反應放出大量的熱,甚至引起燃燒。不溶于乙醇,可溶于氫氧化鈉水溶液并穩(wěn)定存在。
    (1)保險粉保存時應
     
    (填一注意事項)。
    (2)鋅粉法是制備Na2S2O4的一種常見方法,其原理如圖所示:
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    ①步驟I中SO2表現(xiàn)了
     
    (填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)
    ②生成Na2S2O4的化學反應方程式(已知Zn2+的性質與Al3+類似)
     
    。
    (3)甲酸鈉法是制備Na2S2O4的一種新方法,其原理為將甲酸鈉(HCOONa)、碳酸鈉溶于乙醇中,再通入足量的SO2氣體,析出Na2S2O4,固體同時將甲酸鈉氧化為CO2
    完成反應的化學方程式:
     

    (4)甲酸鈉法相較于鋅粉法的優(yōu)點是
     
    (填一種)。
    (5)保險粉可以用于除去廢水中的重鉻酸根離子(Cr2O72-被轉化為Cr3+),這是目前除去酸性廢水中鉻離子的有效方法之一,反應的離子方程式為
     
    ,每消耗1mol保險粉,理論上可以除去Cr2O72-的質量為
     
    g(以CrO3計)。

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:14引用:1難度:0.5
  • 2.六聚偏磷酸鈉[(NaPO36]是偏磷酸鈉(NaPO3)的一種聚合體,其主要用于水處理、造紙、食品行業(yè)。工業(yè)上由Ca3(PO42、焦炭、石英砂為原料制備六偏磷酸鈉的方法如下:
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    回答下列問題:
    (1)六聚偏磷酸鈉[(NaPO36]中的磷元素的化合價是
     
    。
    (2)“高溫灼燒”發(fā)生反應的化學方程式是
     
    。
    (3)因白磷(P4)易自燃,故通常保存在冷水中。在“氣體分離”環(huán)節(jié)中得到白磷固體比較合理的操作是
     

    (4)經分析,所得到的白磷中含有相對較多的Pb和含量相對少量的As元素。在“高溫氧化”時As、Pb會被氧化成As2O5、PbO,隨后在“水化”(產物是H3PO4)過程中轉化為兩種難溶性鹽被除去,則兩種濾渣的主要成分是
     
    、
     
    (填化學式)。
    (5)已知室溫下H3PO4 的 Ka1=7.5×10-3、Ka2=6.4×10-8、Ka3=4.4×10-13,且 lg3.2=0.5。
    ①若直接將白磷與足量NaOH溶液直接混合加熱,則得到的是次磷酸鈉(NaH2PO2),但同時會得到一種劇毒氣體(PH3)。寫出該化學方程式
     
    。
    ②欲得到室溫下0.5mol/L NaH2PO4溶液,則“中和”時需加適量NaOH固體調溶液pH約為
     
    (結果保留兩位小數(shù))。
    (6)將白磷的氧化產物(P4O10)與純堿混合加熱是工業(yè)上制備偏磷酸鈉的另一種方法,該方法的化學方程式是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:12引用:1難度:0.6
  • 3.明礬[KAl(SO42?12H2O]在生產、生活中有廣泛用途:飲用水的凈化;造紙工業(yè)上作施膠劑;食品工業(yè)的發(fā)酵劑等.利用煉鋁廠的廢料--鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO?xFe2O3)可制備明礬.工藝流程如下:
    回答下列問題:菁優(yōu)網
    (1)明礬凈水的原理是(用離子方程表示)
     

    (2)操作Ⅰ是
     
    ,操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、
     
    、過濾、
     
    、干燥.
    (3)檢驗濾液A中是否存在Fe2+的試劑是
     
    (只用一種試劑)
    (4)在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應的離子方程式為(該條件下Fe2+ 轉化為Fe3+,MnO4-轉化為Mn2+
     

    已知:生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示
     Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3
    開始沉淀時3.46.31.5
    完全沉淀時4.78.32.8
    注:金屬離子的起始濃度為0.1mol?L-1
    根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋調pH=3的目的
     

    (5)已知:在pH=3、加熱條件下,MnO4-可與Mn2+反應生成MnO2.加入MnSO4發(fā)生反應的離子方程式為:
     
    .濾渣2含有的物質是
     

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:46引用:2難度:0.5
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