题目内容
20.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种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:在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4,过滤得到粗产品,再用NaOH溶液溶解,重结晶,用有机溶剂脱碱,低温烘干得到固体样品.反应方程式为:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH═2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O(1)上述制备过程中,用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失.
(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池,电解质为NaOH溶液,放电时负极材料为Zn,正极产生红褐色沉淀,写出该电池反应方程式3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH.
(3)生产Na2FeO4的原料之一Fe(NO3)3用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)与稀硝酸反应制备.准确称取该黑色粉末13.12g,加入200mL 4mol•L-1 HNO3搅拌,固体完全溶解,共收集到标准状况下2688mL的气体,经分析其中只含有NO,并测得此时溶液中c(H+)=0.4mol•L-1(设反应前后溶液体积不变).通过以上数据,计算该黑色粉末中Fe的质量分数.(写出计算过程,结果保留两位小数)
分析 (1)根据Na2FeO4在水溶液中阴离子水解平衡移动的影响因素结合实际应用来判断;
(2)根据反应信息知道:反应物是金属锌、高铁酸钠、产物是氢氧化铁、氢氧化锌来书写方程式;
(3)根据元素守恒结合反应的过程来计算回答.
解答 解:(1)Na2FeO4在水溶液中会发生水解,并且水解后溶液呈碱性,如果在氢氧化钠溶液中,NaOH溶液呈碱性,会抑制其水解,有利于减少产品损失,
故答案为:Na2FeO4 在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失;
(2)根据反应信息知道:反应物是金属锌、高铁酸钠、产物是氢氧化铁、氢氧化锌,配平后的方程式为3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH,
故答案为:3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH;
(3)n(NO)=$\frac{2.688L}{22.4L/mol}$=0.12mol,溶液中还有H+,说明硝酸未反应完,所以溶液中只含Fe3+,溶液中有n(NO3-)=200mL×4mol•L-1/1000mL•L-1-0.12mol=0.68mol,根据电荷守恒 n(NO3-)×1=n(H+)×1+n(Fe3+)×3,n(Fe3+)=0.2mol,样品中所有铁元素物质的量为0.2mol.
设样品中Fe的物质的量为x,Fe3O4的物质的量为y
56g•mol-1×x+232g•mol-1×y=13.12g
x+3y=0.2mol,
解得:x=0.11mol,y=0.03mol
单质铁的质量分数为$\frac{0.11mol×56g/mol}{13.12g}$×100%=47%,
故答案为:47%.
点评 本题综合考查学生盐的水解原理以及应用、原电池的工作原理以及元素以及化合物性质的计算等知识,属于综合知识的考查,难度中等.
A. | 制备水煤气的反应 | B. | 干冰气化 | ||
C. | 工业合成氨 | D. | 生石灰吸收水 |
A. | 原子核中含有92个中子 | B. | 原子核外有143个电子 | ||
C. | 与${\;}_{92}^{238}U$互为同位素 | D. | 与${\;}_{92}^{238}U$为同一核素 |
选项 | A | B | C | D |
n(CO2)(mol) | 1 | 2 | 4 | 5 |
n(沉淀)(mol) | 0 | 1 | 3 | 3 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
A. | V(A2)=0.4 mol•L-1•s-1 | B. | V(B2)=0.6 mol•L-1•s-1 | ||
C. | V(AB3)=0.5 mol•L-1•s-1 | D. | V(B2)=18 mol•L-1•min-1 |
H2(g) | Br2(g) | HBr(g) | |
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ | 436 | a | 369 |
A.404 B.260 C.230 D.200.
A. | 标准状况下,22.4L三氯甲烷中共价键数目为4NA | |
B. | 1mol碳烯(:CH2)所含电子总数为8NA | |
C. | 6.4gCaC2晶体中含有阴阳离子总数为0.2NA | |
D. | 1 mol CO2与含2 mol NaOH的溶液反应后,溶液中CO32-数为NA |
①Al ②Fe3O4③NaHCO3 ④Al(OH)3⑤Na2CO3.
A. | ①②④ | B. | ②③⑤ | C. | ①③④ | D. | ②④⑤ |