题目内容

19．K2FeO4是一种高效的多功能的水处理剂，工业上常采用NaClO氧化法生产，生产流程如下：

试回答下列问题：
（1）写出反应①的化学方程式并标明电子转移的方向和数目：；
（2）完成“反应器”中反应的离子方程式：2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（3）转化过程中反应的化学方程式为：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH；
（4）某温度下，NaClO浓度与K2FeO4的生成率关系如图，当K2FeO4生成率最高时NaClO的物质的量浓度为3.7mol/L（结果保留两位有效数字）

（5）操作①的名称是过滤．在提纯产品过程中采用重结晶、过滤、用异丙醇洗涤、低温干燥的方法，其中，用异丙醇而不用水洗涤的原因是K2FeO4 在水溶液中易水解，选择异丙醇洗涤可以抑制K2FeO4水解．

分析 （1）（2）（3）向NaOH溶液中通入Cl2，发生的反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，然后向溶液中加入Fe（NO3）3，发生的反应为3NaClO+2 Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，向溶液中加入HCl来调节溶液的pH，然后过滤得到NaCl，向滤液中加入饱和KOH，利用溶解度不同，发生反应：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，过滤得到粗的K2FeO4，通过提纯得到纯的K2FeO4．
（4）由图可知，NaClO在275g/L时，K2FeO4的生成率最高，进而计算其物质的量浓度；
（5）K2FeO4 在水溶液中易水解，应选择非水溶液抑制K2FeO4水解，进行洗涤．

解答 解：向NaOH溶液中通入Cl2，发生的反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，然后向溶液中加入Fe（NO3）3，发生的反应为3NaClO+2 Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，向溶液中加入HCl来调节溶液的pH，然后过滤得到NaCl，向滤液中加入饱和KOH，利用溶解度不同，发生反应：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，过滤得到粗的K2FeO4，通过提纯得到纯的K2FeO4，
（1）反应①的化学方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，标出电子转移数目与方向为：，
故答案为：；
（2）反应器中发生的反应为：3NaClO+2 Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，离子方程式为：2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O
故答案为：2；3；10；2；3；5；H2O；
（3）转化过程利用溶解度不同，由Na2FeO4转化为K2FeO4，反应方程式为：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，
故答案为：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH；
（4）由图可知，NaClO在275g/L时，K2FeO4的生成率最高，NaClO的物质的量浓度为$\frac{\frac{275g}{74.5g/mol}}{1L}$=3.7mol/L，
故答案为：3.7mol/L，
（5）操作①是分离互不相溶的固体与液态，应采取过滤操作，K2FeO4 在水溶液中易水解，选择异丙醇洗涤可以抑制K2FeO4水解，
故答案为：过滤；K2FeO4 在水溶液中易水解，选择异丙醇洗涤可以抑制K2FeO4水解．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、对操作的评价分析、物质的分离提纯、氧化还原反应等，需要学生具有扎实的基础知识及灵活运用知识解决问题的能力，难度中等．

练习册系列答案
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19．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．32gO2所含的氧原子数目为NA
B．标准状况下，22.4L水中所含的水分子数目为NA
C．1mol•L-1Na2SO4溶液中含有的钠离子数目为2NA
D．1molMg变为Mg2+时失去电子的数目为2NA
10．某研究小组探究：
I．铜片和浓硫酸的反应（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）
Ⅱ．SO2 和 Fe（ NO3）3 溶液的反应[1.0mol/L 的 Fe（N03）3 溶液的 pH=1]请回答下列有关问题：
探究I
（l）某同学进行了下列实验：取12.8g铜片和20mL 18mol•L-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热，直至反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余．
①装置A中反应的化学方程式是Cu+2H2S04（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuS04+SO2↑+2H2O
②该同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量．其方法有多种，请问下列方案中不可行的是AC （填字母）．
A．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量
B．将产生的气体缓缓通入酸性髙锰酸钾溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
C．用排水法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
D．用排饱和NaHSO3溶液的方法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
探究Ⅱ
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹．
（3）裝置B中产生了白色沉淀，分析B中产生白色沉淀的原因，提出下列三种猜想：
猜想1：SO2与Fe3+反应；猜想2：在酸性条件下SO2与N03?反应；猜想3：SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应；
①按猜想1，装置B中反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+，证明该猜想应进一步确认生成的新物质，其实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾[K3Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2+．
②按猜想2，只需将装置B中的Fe（NO3）3溶液替换为等体积的下列某种溶液，在相同条件下 进行实验．应选择的替换溶液是c （填序号）．
a．0.1mol•L-1 NaNO3  b.1.5mol•L-1Fe（NO3）2   c.6.0mol•L-1 NaNO3和HCl等体积混合的溶液．
7．苯甲酸乙酯（C9H10O2）别名为安息香酸乙酯．它是一种无色透明的液体，不溶于水，稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体，溶剂等．其制备方法为

已知：

已知苯甲酸在100°会迅速升华．
实验步骤如下：
 实验步骤如下：
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸，10 mL 95%的乙醇（过量），8mL环己烷以及3 mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按右图所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2 h．利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇．
②反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞，继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液至呈中性．用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
④检验合格，测得产品体积为2.3mL．
回答下列问题：
（1）在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是B（填入正确选项前的字母）．
A．25 mL    B．50 mL    C．100 mL    D．250 mL
（2）步骤①加入沸石的作用是防止暴沸．如果加热一段时间后发现忘记加沸石，应该采取的正确操作是：冷却后补加；
（3）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是使平衡不断地向正向移动；
（4）步骤③加入Na2CO3加入不足，在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因：
在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华；
（5）有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器．使用分液漏斗前必须检查是否漏水； 
（6）计算本实验的产率为49.1%．
14．下列各组物质的性质顺序，不正确的是（　　）
A．原子半径：Na＜Mg＜AlB．热稳定性：HCl＞HBr＞HI
C．酸性强弱：H2SiO3＜H2CO3＜H2SO4D．熔点：SiO2＞NaCl＞CO2
4．某研究性学习小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）．

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释．
（2）组装仪器按气流方向正确的连接顺序是a接d，e接c，b接f．
（3）烧杯中倒置漏斗的作用是使气体充分吸收，防止溶液倒吸．
（4）往FeCl3溶液中通入足量SO2时，观察到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色．
（5）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应．
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+4H++2Fe2+；
②请设计实验方案检验有Fe2+生成：取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；
③该小组同学向盛装FeCl3试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO42-．该做法不合理，理由是硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4，干扰试验．
11．运用所学化学原理，解决下列问题：
（1）氰化物多数易溶于水，有剧毒，其中HCN是易挥发的弱酸，已知：Ka（HCN）=6.17x10-10．处理含CN-废水时，用NaOH溶液调节至pH=9时（常温），c（CN-）＜c（HCN）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）已知：
①C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H=a kJ•mol-1；
②CO2（g）+C（s）═2CO（g）；△H=b kJ•mol-1；
③Si（s）+O2（g）═SiO2（s）；△H=c kJ•mol-1．
工业上生产粗硅的热化学方程式为2C（s）+SiO2（s）═Si（s）+2CO（g）△H=（a+b-c）kJ•mol-1．
（3）已知：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）．下表为该反应在不同温度时的平衡常数．
温度/400500800
平衡常数K9.9491
该反应的△H＜0（填“＞”、“＜”）；500℃时进行该反应，且CO和H2O起始浓度相等，CO平衡转化率为75%．
（7）一种新型氢氧燃料电池工作原理如图所示．写出电极A的电极反应式H2-2e-+CO32-═CO2+H2O．
8．已知C-C单键可以绕键轴旋转，某烃的结构简式如图，下列说法中正确的是（　　）
A．该烃分子中最多有6个碳原子处于同一直线上
B．该烃分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C．该烃的一氯代物最多有四种
D．该烃是苯的同系物，能使酸性高锰酸钾溶液褪色
9．下列金属中，按照金属性从弱到强的顺序排列的是（　　）
A．铝、镁、钠、钾B．镁、铝、钾、钠C．钙、钾、铷、钠D．钙、钾、钠、锂

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