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1、实验题 高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下:

查资料得知K2FeO4的一些性质:
①在碱性环境中稳定,在中性和酸性条件下不稳定
②溶解度很大,难溶于无水乙醇等有机溶剂
③具有强氧化性,能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液
回答下列问题:
(1)写出“氧化I”中,生成Fe3+的离子反应方程式?。
(2)氧化II中,试剂A为? (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”);过滤操作中,得到的滤渣B中除NaCl还有?
(3)操作I中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。洗涤干燥的目的是脱碱脱水,进行该操作时最好用?洗涤。
(4)净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3,请补充并配平该反应方程式:?K2FeO4 + ??H2O = ?Fe(OH)3↓ + ?KOH + ??
(5)将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeCl3溶液中,测得剩余K2FeO4浓度如下图所示,推测产生曲线I和曲线II差异的原因是?。
参考答案:(16分)
(1)H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O(3分,配平错扣1分)
(2)NaClO? Na2SO4(各2分,共4分)
(3)无水乙醇(3分)
(4)4? 10? 4? 8? 3O2 ↑?(产物正确1分,共3分)
(5)FeCl3溶液水解显酸性,促进K2FeO4与水反应,从而降低K2FeO4浓度(3分)
本题解析:(1)原料为硫酸亚铁溶液,所含亚铁离子具有还原性,硫酸是强酸,提供氢离子,不仅能抑制亚铁离子和铁离子的水解,而且能增强过氧化氢的氧化能力,使亚铁离子氧化为铁离子,根据化合价升降法、电荷守恒、原子守恒配平,则氧化I中生成铁离子的离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;(2)由于目标产物是K2FeO4,它在碱性环境中稳定,在中性和酸性条件下不稳定,则氧化II中加入的氧化剂不能使H2O2,因为H2O2在碱性条件下的氧化性比酸性条件下弱,试剂A也不能是HNO3,因为酸性条件下Na2FeO4不稳定,试剂A只能是 NaClO,氧化II中反应为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O、Fe2(SO4)3+3NaClO+10NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O;根据已知信息可知,K2FeO4的溶解度很大,由此类推Na2FeO4的溶解度很大,为了从Na2FeO4、NaCl、Na2SO4、NaClO(过量)、NaOH(过量)组成的混合溶液中分离出Na2FeO4、NaOH(过量),则过滤所得滤渣的主要成分为NaCl、Na2SO4、NaClO(过量),除去它们之后所得的Na2FeO4、NaOH(过量)溶液用于制备K2FeO4;(3)Na2FeO4、NaOH(过量)溶液中加入过量KOH时的反应为:Na2FeO4+2KOH= K2FeO4+2NaOH,所得溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可得K2FeO4晶体;由于K2FeO4的溶解度很大,难溶于无水乙醇等有机溶剂,且具有强氧化性,能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液,除去碱的同时,为了减少洗涤晶体造成K2FeO4的损失,最好选择无水乙醇洗涤K2FeO4晶体;(4)观察可得,该反应中铁元素由+6价将为+3价,钾元素、氢元素的化合价都没有变化,根据氧化还原反应的特征推断,化合价升高的元素只能是氧,氧元素由—2价升为其相邻的0价,则缺项物质为氧气,根据化合价升降法、原子守恒配平可得:4K2FeO4+10H2O==4Fe(OH)3↓ +8KOH+3O2↑;(5)根据已知信息可知,K2FeO4在碱性环境中稳定,在中性和酸性条件下不稳定,氯化铁是强酸弱碱盐,能水解,导致其溶液显弱酸性,K2FeO4在酸性条件下不稳定,酸性越强,K2FeO4越不稳定,反应速率越大,剩余K2FeO4的浓度越小。
本题难度:困难
2、选择题 下列A~D四组反应中,其中I和Ⅱ可用同一个离子方程式表示的是
[? ]
I?
Ⅱ
A.
把金属铁放入稀硫酸中
把金属铁放入稀硝酸中
B.
Ca(HCO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液
Ca(OH)2溶液中加入足量的NaHCO3溶液
C.
将0.1molCl2通入含0.3molFeBr2的溶液
将0.3molCl2通入含0.1molFeBr2的溶液
D.
将少量Na2CO3溶液滴入到足量HCl溶液
将少量HCl溶液滴入到足量Na2CO3溶液
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 下列反应的离子方程式正确的是( )
A.向氯化铝溶液中滴加过量氨水:Al3++4NH3?H2O=AlO2ˉ+4NH4+
B.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C.稀硫酸跟氢氧化钡溶液反应:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
D.铜片与氯化铁溶液反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
参考答案:A.向氯化铝溶液中滴加过量氨水的离子反应为Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故A错误;
B.铁与稀盐酸反应的离子反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故B错误;
C.稀硫酸跟氢氧化钡溶液反应的离子反应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,故C错误;
D.铜片与氯化铁溶液反应的离子反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,故D正确;
故选D.
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 下列反应的离子方程式中,正确的是( )
A.氢氧化钠溶液和醋酸反应:H++OH-═H2O
B.用小苏打治疗胃酸过多:.C
+2H+═H2O+CO2↑
C.铁粉投入HCl溶液中:Fe+2H+═Fe3++H2↑
D.硫酸溶液与Ba(OH)2溶液反应:2H++S+Ba2++2OH-═2H2O+BaSO4↓
参考答案:A、醋酸应该生成分子式,正确的离子方程式为:CH3COOH+OH-═H2O+CH3COO-,故A错误;
B、小苏打不是碳酸钠,是碳酸氢钠,反应的离子方程式为:HCO3-+H+═H2O+CO2↑,故B错误;
C、铁粉投入HCl溶液中,反应生成了亚铁离子,反应的离子方程式为:Fe+2H+═Fe2++H2↑,故C错误;
D、氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-═BaSO4↓+2H2O,故D正确;
故选:D.
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 下列化学反应的离子方程式不正确的是
A.Na2S溶液中加入少量FeCl3溶液:2Fe3++S2-
2Fe2++S↓
B.向NaOH溶液中滴加碳酸氢钙溶液至OH-恰好完全反应:
Ca2++2OH-+2HCO3-
CaCO3↓+2H2O+CO32-
C.向NaClO溶液中通入少量SO2气体:ClO-+SO2+H2O
SO42-+Cl-+2H+
D.Na2CO3溶液中滴入少量邻羟基苯甲酸溶液:
+CO32-
+HCO3-
参考答案:AD
本题解析:A、Na2S溶液中加入少量FeCl3溶液生成物是FeS和S,A不正确;B、向NaOH溶液中滴加碳酸氢钙溶液至OH-恰好完全反应时生成物是碳酸钙、碳酸钠和水,B正确;C、向NaClO溶液中通入少量SO2气体的离子方程式是ClO-+SO2+H2O
SO42-+Cl-+2H+,C正确;D、酚羟基的酸性强于HCO3-的,所以Na2CO3溶液中滴入少量邻羟基苯甲酸溶液时酚羟基也和碳酸钠反应,D不正确,答案选AD。
本题难度:一般