【题目】高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,可作为水处理剂和高容量电池材料。工业上生产高铁酸钾的工艺流程如下:
已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于异丙醇;②在0℃-5℃,强碱性溶液中比较稳定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2
请完成下列填空:
(1)已知Cl2与KOH在低温下可制得KClO,请写出化学反应方程式____________。
(2)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是____________________。
(3)生产K2FeO4的化学反应方程式为________________,制备K2FeO4时,须将Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌,采用这种混合方式的原因是___________________。
(4)请补充完整由“反应液Ⅱ”得到K2FeO4晶体的实验步骤。(可选用的试剂:NaOH溶液、KOH溶液、蒸馏水和异丙醇)
① 向反应液Ⅱ中加入饱和________,在冰水浴中静置结晶后过滤,得K2FeO4粗产品;
② 将K2FeO4粗产品溶解在___________中,再次在冰水浴中静置结晶后过滤,得到较纯净的K2FeO4;
③ 将K2FeO4晶体再用少量__________洗涤,低温真空干燥,得到高铁酸钾成品。
(5)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4晶体后,可以得到的副产品有_________(写化学式)。
【答案】Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O为下一步反应提供反应物,与反应液中过量的氯气继续反应,生成更多的KClO2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低温、强碱性溶液中比较稳定等)KOH溶液KOH溶液异丙醇KNO3、KCl
【解析】试题分析:通过对K2FeO4制备过程的研究,考查氧化还原反应方程式的书写和配平,以及考生对化学实验设计的理解。解答过程中需要仔细读懂题目中对于未知知识的介绍,并且能够合理加以运用。
解析:流程中物质转化关系如下:
(1)根据已知,Cl2与KOH在低温下的反应类似与Cl2与NaOH在低温下的反应。答案:Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O
(2)第一步中氯气过量,则第二步KOH是为了将氯气反应完全,同时生成的KClO也是以下反应的氧化剂,可以使氯气得到充分利用。答案:与反应液中过量的氯气继续反应,生成更多的KClO,提高氯气的利用率,为下一步反应提供反应物。
(3)K2FeO4是KClO与F3(NO3)3通过氧化还原反应得到的,则有Fe(NO3)3+KClO→K2FeO4,再充分考虑溶液呈碱性配平反应得到答案。
答案:2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O
根据已知,“已知K2FeO4具有下列性质:②在0℃-5℃,强碱性溶液中比较稳定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解”,所以缓慢加入的Fe(NO3)3可以迅速完全反应,避免Fe3+催化K2FeO4的分解,搅拌则可以使反应可能释放的热量尽快散失,避免溶液的温度升高导致的产品分解。答案:减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低温、强碱性溶液中比较稳定等)
(4)此段为K2FeO4的分离提纯。①考虑到静置过程中可能导致有更多的K2FeO4水解,所以应当加入KOH已知其水解,而加入NaOH会使结晶时产生钠盐沉淀。答案:KOH溶液。
②粗产品再此溶解时也容易水解,同理应当加入KOH溶液。答案:KOH溶液。
③由于K2FeO4可溶于水,为了避免溶解损失,所以采用异丙醇洗涤,因为K2FeO4难溶于异丙醇。答案:异丙醇。
(5)根据(3)中反应原理,分离出K2FeO4晶体后,剩余物主要是KNO3和KCl。答案:KNO3和KCl。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】2016年4月26日,欧洲航天局发布消息称,科学家在围绕土星公转的最大卫星——“土卫六”上发现了纯度极高的液态甲烷海。科学家发现,其表面有液态碳氢化合物组成的海洋,其中一个海洋之中甚至全是甲烷液体,海底覆盖着富氧物质,海边可能还有湿地。回答下列有关甲烷的问题:
(1)以下各图均能表示甲烷的分子结构,_______________更能反映其真实的存在状况。(填选项字母)
(2)在光照条件下,甲烷与氯气发生反应生成氯仿(三氯甲烷),写出该化学反应方程式:_________________,该反应的类型为_____________________。
(3)某研究性学习小组进行CH4的性质探究实验。
①通入高锰酸钾酸性溶液,现象是______________________。
②在无色玻璃集气瓶中与Cl2混合后光照,现象是_______________________。
③为了验证CH4是否具有还原性,某小组设计了如下实验:
实验过程中还观察到无水CuSO4逐渐变蓝,澄清石灰水出现浑浊现象,则CH4与CuO反应的化学方程式为_____________________。
④研究小组将CH4通入溴水时,发现溴水逐渐褪色,你认为原因可能是_____________。
请设计一个实验方案证明你的结论(用文字表示,不必画实验装置图)______________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】海水中含有的氯化镁是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按如下步骤进行:
①把贝壳制成石灰乳
②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤,洗涤沉淀物
③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤,干燥产物
④将得到的产物熔融后电解。
关于提取镁,下列说法不正确的是( )
A. 此法的优点之一是原料来源丰富
B. 进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C. 以上提取镁的过程中涉及的反应都是非氧化还原反应
D. 以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和复分解反应
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铜元素的化合物种类很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
(1)CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。
① CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子的基态外围电子排布式为_______________。
② S、O、N三种元素的第一电离能由大到小为_____________。
③ CuSO4的熔点为560℃,Cu(NO3)2的熔点为115℃,CuSO4熔点更高的原因是________。
(2)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)即可得到配合物A,其结构如图所示。请回答下列问题:
① 配合物A中N原子的轨道杂化类型为__________。
② 1 mol配合物A含有σ键的数目为_____________。
(3)CuFeS2的晶胞如图1所示,CuFeS2的晶胞中每个Cu原子与__个S原子相连
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】保持洁净安全的生存环境已成为全人类的共识。
(1)某日空气中各种污染物的污染指数分别为:二氧化硫66,二氧化氮50,可吸入颗粒120。该地区的当日首要污染物是 。
(2)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应,生成无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。写出CO与NO反应的化学方程式: 。
(3)pH< 的雨水称为酸雨;向煤中加入适量的 ,可以大大减少燃物产物中SO2的量。
(4)1998年我国长江流域发生百年一遇的洪水,洪水泛滥期间为解决灾民的饮用水问题,防疫人员向灾民发放明矾来净化河水。明矾的净水原理是 (用有关反应的离子方程式表示)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b
B.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
C.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
D.混合溶液的pH=7
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列关于电解质的说法正确的是( )
A.石墨、水银均能导电,所以它们是电解质
B.SO2溶于水能导电,所以SO2是电解质
C.BaSO4在水溶液中难导电,但熔融状态下能导电,所以BaSO4是电解质
D.导电能力强的是强电解质溶液,导电能力弱的是弱电解质溶液
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