高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂.具有氧化.吸附.絮凝..助凝.杀菌.除臭等作用.高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景.其制备流程如下:试回答下列问题(1)反应器中.NaOH.NaClO.Fe(NO3)3发生反应生成Na2FeO4.完成并配平下列离子反应方程式:□Fe3++□ClO─+□OH─ ==□FeO42─+□Cl� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备流程如下：

试回答下列问题
（1）反应器中，NaOH、NaClO、Fe(NO₃)₃发生反应生成Na₂FeO₄，完成并配平下列离子反应方程式：
□Fe³⁺+□ClO^─+□OH^─ ==□FeO₄^2─+□Cl^─+□___________
（2）次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当NaClO浓度为298g/L时，高铁酸钠的产率最高，此时NaClO的物质的量浓度为_______________。
（3）你认为操作①能够发生转化的原因是__________，慢慢滴加的原因的是___________。
（4）操作②如果温度过高会造成高铁酸钾的分解，高铁酸钾受热分解时生成金属氧化物和氧气，该反应的化学方程式为__________________。
（5）可以用电化学法制取Na₂FeO₄，其装置如图所示，则阳极的电极反应式为；
阴极的电极反应式为______________；电解一段时间后溶OH^─的浓度会_________(填“升高”、“降低”
或“不变”)。

（1） 2Fe³⁺+3ClO^─+10OH^─＝2FeO₄^2─+3Cl^─+5H₂O
（2）4mol/L(少单位扣1分)
（3）此条件下，高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的；为了使反应充分(1分)。
（4）4K₂FeO₄2K₂O+2Fe₂O₃+3O₂↑(缺少条件扣1分)
（5）Fe+8OH^－─6e^－＝FeO₄²^－+4H₂O；2H⁺+2e^－＝H₂↑(或2H₂O+2e^－＝2OH^－+H₂↑)；降低(1分)

解析试题分析：（1）根据反应可知，铁元素的化合价从＋3价升高到＋6价，失去3个电子。氯元素的化合价从＋1价降低到－1价，得到2个电子。因此根据电子得失守恒可知，氧化剂次氯酸钠和还原剂硝酸铁的物质的量之比是3：2，根据电荷守恒可知OH^－的计量数是10，根据原子守恒可知，生成物中还有水生成，所以反应的离子方程式为2Fe³⁺+3ClO^─+10OH^─＝2FeO₄^2─+3Cl^─+5H₂O。
（2）NaClO浓度为298g/L，即1L溶液中含有次氯酸钠的质量是298g物质的量＝298g÷74.5g/mol＝4mol，因此次氯酸钠的物质的量浓度＝4mol÷1L＝4mol/L。
（3）操作1是向高铁酸钠中溶液慢慢滴加饱和氢氧化钾溶液即可以得到高铁酸钾，因此根据沉淀容易向生成更难溶的方向转化可知，在此条件下，高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的；为了使反应充分小于慢慢滴加氢氧化钾饱和溶液，以提高原料利用率。
（4）高铁酸钾受热分解时生成金属氧化物和氧气，其中氧元素的化合价从－2价升高到0价，因此氧气是氧化产物，则铁元素的化合价必然降低生成氧化铁，另外还有氧化钾产生，反应的化学方程式为4K₂FeO₄2K₂O+2Fe₂O₃+3O₂↑。
（5）电解池阳极失去电子，发生氧化反应。铁与电源的正极相连，做阳极，因此铁失去电子结合溶液中的OH^－生成FeO₄²^－，因此阳极电极反应式为Fe+8OH^－ ─6e^－＝FeO₄²^－+4H₂O；电解池阴极得到电子，发生还原反应，则在该电解池中溶液中的氢离子在阴极得到电子，电极反应式为2H⁺+2e^－＝H₂↑；根据阴阳极的电极反应式可知该电池反应的总反应方程式为Fe+2OH^－+2H₂O FeO₄²^－+3H₂↑，这说明在反应过程中溶液中OH^－的浓度降低。
考点：考查高碳酸盐的制备实验探究、实验条件控制、氧化还原反应方程式配平、物质的量浓度计算以及电解原理的应用与计算

练习册系列答案

相关题目

下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是

选项	实验操作	实验现象与结论
A	向盛有Fe(NO₃)₂溶液的试管中加入0.1mol·L^－1 H₂SO₄溶液	试管口出现红棕色气体。则溶液中NO₃^－被Fe²⁺还原为NO₂
B	向样品溶液中先滴加过量的稀盐酸，再滴加BaCl₂溶液	先滴加稀盐酸无现象，滴加BaCl₂后出现白色沉淀。说明样品溶液中一定含有SO₄²^－
C	向0.1mol·L^－1 Na₂CO₃溶液中，滴加2滴酚酞显浅红色，微热	红色加深。说明盐类水解是吸热反应
D	向淀粉溶液中加入稀H₂SO₄，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)₂悬浊液，加热	无砖红色沉淀生成。表明淀粉没有水解生成葡萄糖

下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是

	操作和现象	结论
A	处理锅炉水垢中的CaSO₄时，依次加入饱和Na₂CO₃溶液和盐酸，水垢溶解	K_sp：CaCO₃＜CaSO₄
B	用石墨作电极电解MgSO₄溶液，某电极附近有白色沉淀生成	该电极为阳极
C	向FeCl₃和CuCl₂混合溶液中加入铁粉，有红色固体析出	氧化性：Cu²⁺＞Fe³⁺
D	向某溶液中先滴加硝酸酸化，再滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成	该溶液中一定含有Ag⁺

下列实验正确的是

工业上由废铜屑制硫酸铜晶体的流程如下：

（1）下列溶解铜屑的两种方案中，方案二的优点是               。（答两点即可）
方案一：向铜屑中加入足量的浓硫酸并加热。
方案二：向铜屑中加入少量的银粉再加足量的稀硫酸并通入足量空气。
（2）测定硫酸铜晶体（ CuSO₄·xH₂O）中结晶水数目可通过以下实验步骤确定：
Ⅰ.称取0.4820 g样品置于小烧杯中，加入适量稀硫酸，加热溶解，边搅拌边滴加BaCl₂到沉淀完全；
Ⅱ.过滤并洗涤沉淀；
Ⅲ.将盛有沉淀的滤纸包烘干并高温灼烧，再转入高温炉中，一定温度下反复灼烧到恒重，得到BaSO₄质量为0.4660 g。
回答下列问题：
①计算CuSO₄·xH₂O中的x=        （要求写出计算过程）。
②步骤Ⅲ中，如果空气不充足和温度过高，可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS，若其他操作均正确，则x的测定结果将      （填“偏低”、“偏高”或“不变”）。

工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题：

（1）酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，该反应的化学方程式为___________。
（2）净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe²^＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe³^＋转化为Fe(OH)₃沉淀。
①写出酸性条件下H₂O₂与Fe²^＋反应的离子方程式：___________。
②25 ℃时，pH＝3的溶液中，c(Fe³^＋)＝________mol·L^－1（已知25 ℃，K_sp[Fe( OH)₃]＝4.0×10^－38）。
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是____________________。
（3）若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是_________________。
⑷本流程中可以循环利用的物质除锌外还有________________。

(12分)为回收和利用废旧塑料减轻“白色污染”，某兴趣小组进行如下探究：

实验课题	探究废旧塑料热分解的主要产物为多种烃的混合物
查阅资料	①CuO能将烃氧化成CO₂和H₂O； ②甲苯可被酸性KMnO₄溶液氧化为苯甲酸，苯甲酸能溶于苯。
实验设计
实验记录	按上图连接装置，隔绝空气强热装置A中的试管（忽略装置内空气的影响），一段时间后，可观察到如下现象： ①B装置试管中有液态物质生成； ②C中溴水的颜色变浅； ③E中黑色氧化铜变红； ④F中无水硫酸铜变蓝。

试根据上表回答下列问题：
（1）写出一定条件下制备聚丙烯化学方程式   。
（2）经分析得知装置B试管中的液态产物是甲苯和苯的混合物。设计实验除去其中含有的甲苯   。
（3）实验中装置C的作用是   。
（4）若没有装置D，对实验结论产生的影响是   。
（5）有同学认为“E中黑色氧化铜变红，F中无水硫酸铜变蓝”是废旧聚丙烯塑料热分解产物中含氢气导致的。请你在F装置后增加一个实验装置，以确认使CuO变红是气态烃，而不是氢气，将增加的装置图（要注明其中盛放的试剂名称）画在虚线框内。

某废水样品中含有一定量的K^＋、HCO₃^—、SO₃²^—，甲、乙两研究小组欲测定其中SO₃²^—的浓度。
甲组方案：

乙组方案：
①用烧杯盛取废水适量，加适量活性炭除色；过滤，取滤液。
②精确量取20.00 mL过滤后的废水试样，用0.1 mol·L^－¹紫色KMnO₄(H₂SO₄酸化)溶液进行滴定(有关反应为2MnO₄^—＋5SO₃²^—＋6H^＋=2Mn²^＋＋5SO₄²^—＋3H₂O)。
③记录数据，计算。
(1)甲组方案中的“试剂X”可选用________。
a．0.1 mol·L^－¹ KMnO₄(H₂SO₄酸化)溶液
b．0.5 mol·L^－¹ KOH溶液
c．新制氯水
d．NaI溶液
(2)甲组方案中，加入试剂X后生成SO₄²^—的离子方程式为________________。
(3)甲组方案中，第③步的“系列操作”包含的操作名称依次为__________________。
(4)为乙组方案设计的下列滴定方式中，最合理的是________(填字母序号)，达到滴定终点时可观察到的现象是__________________。

下列实验现象预测正确的是( )

A．振荡后静置，上层溶液颜色保持不变

B．实验Ⅱ：酸性KMnO₄溶液中出现气泡，颜色无变化

C．实验Ⅲ：微热稀硝酸片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色

D．实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应

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