题目内容

高铁酸钾是一种新型高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为：
①在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH＝2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO4 + 2KOH＝K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下：

（1）加入盐酸调节溶液pH时需用pH试纸粗略测试pH以控制加入盐酸的量。实验室用pH试纸测定溶液pH的操作是                                                                    。
（2）流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）     Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“＝”）。
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下，Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe(NO3)3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。

工业生产中最佳温度为    ℃，此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为    。
（4）K2FeO4在水溶液中易“水解”：4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用       溶液（填序号）。
A．H2OB．CH3COONa、异丙醇C．NH4Cl、异丙醇D．Fe(NO3)3、异丙醇
（5）K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，还能除去水体中的H2S、NH3等，生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。根据污染物的实际情况向水中加入适量的K2FeO4将污染物转化为无污染的物质，试写出K2FeO4处理含有NH3污水时与NH3反应的离子方程式                                  。
（12分，每空2分）（1）取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试 纸上，半分钟后与标准比色卡对照  （2）＜ （3）①26  6:5 （4）B
（5）2FeO42-+2NH3+2H2O＝2Fe(OH)3(胶体)+N2↑+ 4OH-
或（2FeO42-+2NH3·H2O＝2Fe(OH)3(胶体)+N2↑+ 4OH-）（把胶体写成↓也可。）

试题分析：（1）实验室用pH试纸测定溶液的pH值的正确操作是取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸上，半分钟后与标准比色卡对照即可。
（2）由流程图可知，“转化”（反应③）是Na2FeO4→K2FeO4，该转化是在某低温下进行的，根据沉淀更容易向生成更难溶的方向进行可知，此温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，所以Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）。
（3）由图1可知，在Fe(NO3)3浓度一定时，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高，故工业生产中最佳温度为26℃。由图1可知，Fe(NO3)3浓度在330g/L时，K2FeO4的生成率最高。由图2可知，NaClO在2575g/L时，K2FeO4的生成率最高，所以Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为330g/L:275g/L＝6:5。
（4）K2FeO4 在水溶液中易水解呈碱性，应选择碱性非水溶液抑制K2FeO4水解，进行洗涤。A、H2O不能抑制水解，且容易损失，故A错误；B、CH3COONa溶于水水解显碱性、异丙醇，能抑制水解，减少洗涤损失，故B正确；C、NH4Cl溶于水水解显酸性，不能抑制水解，促进水解，故C错误；D、Fe(NO3)3溶于水水解显酸性，不能抑制水解，促进水解，故D错误，答案选B。
（5）向含有NH3污水中加入适量的K2FeO4将污染物转化为无污染的物质，则该无毒的物质是氮气，而高铁酸钾的还原产物是氢氧化铁，其中氮元素的化合价从－3价升高到0价，失去3个电子。铁元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子，因此氧化剂高铁酸钾与还原剂氨气的物质的量之比是1：1，根据原子守恒可知反应的离子方程式为2FeO42-+2NH3+2H2O＝2Fe(OH)3(胶体)+N2↑+ 4OH-或（2FeO42-+2NH3·H2O＝2Fe(OH)3(胶体)+N2↑+ 4OH-）。
练习册系列答案
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下列有关实验的操作、原理和现象，不正确的是（  ）
A．纸上层析法通常以滤纸作为惰性支持物。滤纸纤维上的羟基具有亲水性，它所吸附的水作固定相
B．重结晶时，溶质的溶解度越大、溶液冷却速度越慢，得到的晶体颗粒越大
C．往海带灰的浸泡液中加入过量的氯水，以保证I－完全氧化为I2
D．将3~4个火柴头浸于水中，片刻后取少量溶液于试管中，加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液，若出现白色沉淀，说明含有氯元素
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：

已知：①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑；
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑；③ Cr2O72－+ H2O2CrO42－ + 2H+
（1）固体X中主要含有_________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用__________（填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是_________________________________。
物质
溶解度/(g/100g水)
0°C
40°C
80°C
KCl
28
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38
K2Cr2O7
4.7
26.3
73
Na2Cr2O7
163
215
376
 
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、              、
过滤、_______、干燥。
（4）右表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
（5）酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72-生成蓝色的过氧化铬（CrO5分子结构为), 该反应可用来检验Cr2O72-的存在。写出反应的离子方程式：                                                。
该反应                   (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
（6）称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25mL与碘量瓶中,加入10mL2mol/ L  H2SO4和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32—＝2I-+S4O62—）。
①判断达到滴定终点的依据是                                           ；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为         。（保留3位有效数字, K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol）。
下列各组物质的分离或提纯，应选用下述方法的哪一种？（填选项字母）
A．分液B．过滤C．萃取D．蒸馏　　E．蒸发结晶　　F．高温分解
①分离CCl4和H2O：　　   　    　　；
②除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3：　　   　    　　；
③除去CaO固体中少量的CaCO3固体：　　   　    　　；
④从碘水中提取碘：　　   　    　　； 
⑤分离CCl4（沸点为76.75℃）和甲苯（沸点为110.6℃）的液体混合物：　　   　    　　。
硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下：

根据题意回答下列问题：
（1）在酸解过程中，想加快酸解速率，请提出两种可行的措施__________、______________。
（2）滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外，还有              。
（3）加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式是                     。在调节pH、发生水解之前，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为               。
（4）如何检验滤液中Fe3+是否被除尽，简述检验操作                                                                                。
（5）已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：
温度（℃）
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193
 
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明除钙的操作步骤                  、                   。
（6）现有l．60 t硼镁泥，生产MgSO4·7H2O，若生产过程的产率为50％，则能生产出MgSO4·7H2O产品      t (计算结果保留三位有效数字)。(H:1  O:16  Mg:24  S:32)
用合适的漏筛可以除去大米中的细沙，其原理与下列哪种分离物质的方法相同？  （    ）
A．洗涤B．萃取C．过滤D．蒸馏
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：

（1）指出提取碘的过程中有关实验操作的名称：
①为                ，③为               ；过程②中有关反应的离子方程式是                                            。
（2）提取碘的过程中可供选择的有机溶剂是(       ) 
A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸D．汽油、甘油
（3）为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、 集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网，以及必要的夹持装置、物品，尚缺少的玻璃仪器是                      。
（4）从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏。指出下图所示的实验装置中的错误之处： ①                        ，②                           。

（5）进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是            ，最后晶态碘在            里聚集。
实验室可以用乙醇和浓硫酸在170 ℃制乙烯，化学反应原理：CH3CH2OHCH2=CH2↑＋H2O，由于浓硫酸具有强氧化性，其副产物有二氧化硫和二氧化碳等。某同学根据上述信息和实验目标选择下列实验装置设计实验探究(每种装置都有若干个)：

（1）验证乙醇与浓硫酸混合反应副产物有二氧化硫和二氧化碳：
①选择必要装置连接顺序：a→       →f→g→e→d→b(填接口序号)；
②确认混合气体中有二氧化碳存在的实验依据是                                     
（2）若制备1,2－二溴乙烷的装置为A→E→C→D，
①D中的反应现象为                        
②分离1,2－二溴乙烷的操作中使用的玻璃仪器有_____________________________
③有同学建议在A、E之间增加G装置，其作用是                
（3）阅读资料知，“酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。请你设计方案验证资料真实性：
①装置的连接顺序：A→____________________(填装置序号)。
②能证明上述资料符合事实的实验现象是_______________________。
（4）为了探究乙烯与溴水的反应是取代反应还是加成反应，该同学进行如下实验：①测定D瓶中溴水的pH； ②将纯净的乙烯通入D至溶液完全退色；③________。
实验室用乙醇和浓硫酸共热制取乙烯，常因温度过高而生成少量的二氧化硫，有人设计下列实验以确认上述混和气体中有乙烯和二氧化硫。

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是：I     ；II     ；III      ；IV   （将下列有关试剂的序号填入空格内）；
A．品红溶液B．氢氧化钠溶液C．浓硫酸D．酸性高锰酸钾溶液
（2）能说明二氧化硫气体存在的现象是 ______________________________________；
（3）使用装置Ⅱ的目的是 _________________________________________________ ；
（4）使用装置Ⅲ的目的是___________________________________________________；
（5）确证含有乙烯的现象是_________________________________________________。

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