题目内容

高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，其生产工艺如下：

主要反应为：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH ＝ 2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O
Na2FeO4＋2KOH＝K2FeO4＋2NaOH。
（1）写出反应①的离子方程式：                                            。
（2）从“混合物II”中分离出K2FeO4后，会有副产品，它们都是重要的化工产品，其中一种在工业上用作氯碱工业原料的物质是        。
（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Ⅰ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Ⅱ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。

图Ⅰ                                  图Ⅱ
根据上图分析：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                         。
（1）Cl2＋2OH－ ＝Cl－＋ClO－＋H2O  （2）NaCl   （3）① 26        1.2

试题分析：（1）氯气是酸性气体，能和烧碱溶液反应，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－ ＝Cl－＋ClO－＋H2O。
（2）根据流程确定混合物Ⅰ的组成为氯化钠、次氯酸钠以及氢氧化钠的混合物，经过反应②之后所得混合物II的组成有NaNO3、NaCl、NaOH、K2FeO4，从中分离出K2FeO4后，得到的副产品是NaNO3、NaCl、NaOH，其中NaNO3作炸药，NaCl用作调味品或氯碱工业原料等。
（3）寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面，所以根据图像可知工业生产中最佳温度为26℃，因为在该温度下生成高铁酸钾的产率最大，此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为＝1.2。
练习册系列答案
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下列金属一般用电解熔融盐的方法冶炼的是(　　)。
A．活动性强的金属B．活动性弱的金属
C．人类较早使用的金属D．明代作货币的金属
金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属，海洋金属，太空金属”美称；具有低密度、高强度，耐腐蚀、耐高温，记忆能力等优良性能。金属钛的制备主要包括下面几个步骤：
①用硫酸溶解钛铁精矿(FeTiO3)，溶解后水浸、冷却、结晶得到副产品绿矾；
②所得滤液水解充分后得到沉淀A和稀硫酸，稀硫酸循环利用；
③高温煅烧沉淀A得到化合物B，B是重要的白色颜料；
④化合物B在高温条件下氯化时得到化合物C和一氧化碳气体，其中C在常温下呈液态，且极易水解，可以用作军事烟雾剂；
⑤高温下用金属镁还原C得到金属钛。
（1）金属钛在加热时可以与浓NaOH溶液作用，写出钛与热的浓碱作用时的离子方程式：________________________________；写出主族金属元素中与此相似的一个离子反应方程式：_____________________________________。
（2）写出第④步的化学反应方程式____________________________。
（3）用化学方程式表示C为什么可以用作军事烟雾剂：_________________________。
海水资源的综合利用十分重要，不需要通过化学变化就能够从海水中获得的物质是
A．食盐、淡水B．钠、镁C．烧碱、氯气D．溴、碘
氯、溴、碘、钠、镁、锰、锂、铀等元素在海洋中被富集。海洋开发利用和维权是国家战略。
（1）以上元素在海水中的存在形态是___________（选填①游离态②化合态③不确定）
（2）以下变化属于化学变化的是__________________________：
①发生核裂变，②重氢（2H）发生核聚变，③LiH做野外生氢剂，④海水晒盐
（3）由氯气和晒盐后的卤水制取液溴的离子方程式______________________________；由石灰乳和卤水沉淀出镁元素的离子方程式_____________________________________；由海带灰可浸出KI，由某种矿盐可浸出KIO3，二者在盐酸中反应可生成碘单质，反应的离子方程式__________________________________。
（4）工业由氯化钠制取金属钠的化学方程式为____________________________；工业制镁采用电解熔融氯化镁，不采用电解熔融氧化镁的原因是_______________________
（5）海底富集多种矿物结核，锰结核是其中的一种。锰结核中主要含有MnO2和Fe2O3。一种质量比约为m(Mn):m(Fe)=55:448的合金钢（其它元素略），具有抗御激烈冲击和磨损的能力，可做航母甲板等。欲通过铝热反应炼得这样的合金，MnO2、Fe2O3、Al的投料比（按物质的量之比）约为_______________。
地球的海水总量约有1.4×1018t，是人类最大的资源库。
（1）如图利用海水得到淡水的方法为                。

（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图。a是电源的          极；Ⅰ口排出的是          （填“淡水” 或“浓水”）。

（3）海水淡化后的浓水中含大量盐分（主要含有Mg2＋、Ca2+、Fe3＋和SO42－），排入水中会改变水质，排到土壤中会导致土壤盐碱化，故不能直接排放，可以与氯碱工业联产。
电解前需要把浓水精制，所需试剂主要包括：HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等），其中HCl的作用主要是                               。
（4）铀是核反应最重要的燃料，其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平，海水中铀以UCl4形式存在（以离子形式存在），每吨海水只含3.3毫克铀，海水总量极大，铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在，已经研制成功一种螯合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的铀，而不吸附其他元素。其反应原理为：___________________________（树脂用HR代替），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为：________________________。
（5）离子交换树脂法是制备纯水（去离子水） 的主要方法。某阳离子交换树酯的局部结构可写成（如图）。该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经            反应得到的。自来水与该离子交换树脂交换作用后显          （填“酸性”、“碱性”或“中性”）。

（6）中国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。暂时硬水的硬度是由       （填阴离子符号）引起的，经      （填操作名称）后可被去掉。永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。
用芒硝（Na2SO4 °10H2O）制备纯碱、明矾铵[（NH4）2Al（SO4）2°12H2O]的生产工艺流程如下图：

（1）溶液C中的溶质主要是_____________
（2）明矾铵的溶液呈_____性，明矾铵可用于净水，用离子方程式说明其原理______________________
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（4）运用化学平衡原理解释Na2SO4稍过量的原因                                              
（5）若将Al2（SO4）3加入到A中会产生大量的沉淀和气体,导致明矾铵的产量降低,请用离子方程式解释产生该现象的原因是___________________________________________
（6）溶液E中的溶质离子为__________________
（7）已知明矾铵的溶解度随着温度的升高而增大，过程Ⅱ中得到明矾铵的系列实验操作是:             、             、过滤、洗涤、干燥。
硼酸（H3BO3)大量应用于玻璃制造行业，以硼镁矿（2MgO?B2O3?H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下：

已知：H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃时的溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3. 2、5.2、9.7和12.4。
（1）由于矿粉中含CaCO3，“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出，故应分批加入稀硫酸。该反应的化学方程式为                          。
（2）“浸出液”显酸性，含H3BO3和Mg2+、SO42－，还含有Fe3 +、Fe2+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO，除去的杂质离子是        。H2O2的作用是                  (用离子方程式表示）。
（3）“浸取”后，采用“热过滤”的目的是                          。
（4）“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4?H2O，应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩，                          。
氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气。下列研究方向中你认为比较可行的是（  ）
A．大量建设水电站，用电力分解水制取氢气
B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找更多化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气
D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

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