题目内容

高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如下方案制备高铁酸钾：

(1)①在次氯酸钠溶液中加入固体烧碱形成碱性环境。
①将研磨后的硝酸铁少量多次地加入到上述溶液中，冰浴中反应1h。该反应的离子方程式为_______________________。
②将KOH加入到反应后的溶液中搅拌半小时。静置，抽滤粗产品。该反应的化学方程式为______________________；推测该反应发生的理由是______________________。
④依次用甲苯、乙醇、乙醚洗涤以除去水分和KNO3、KCl、KOH等杂质。
(2)在强碱性溶液中，高铁酸钾能将亚铬酸盐(KCrO2)氧化为铬酸盐(K2CrO4)，生成的铬酸盐溶液酸化后，得到的重铬酸钾(K2Cr2O7)用Fe(Ⅱ)的标准溶液滴定，以二苯胺磺酸钠为指示剂。到达滴定终点时，溶液由紫色变为淡绿色(+6价铬转化成+3价格)。现称取5.00g高铁酸钾样品于烧杯中，加入适量氢氧化钾溶液和稍过量的KCrO2，充分反应后，转移到250mL容量瓶中，定容。量取25.00mL溶液，用稀硫酸酸化后，用0.1000 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，共用去标准溶液33.33mL。
①用离子方程式表示标准溶液显酸性的原因：____________________。
②用离子方程式表示上述滴定反应原理：______________________；如果滴定过程中，剧烈振荡，会使部分亚铁离子被空气中的氧气氧化，导致实验结果偏低。写出亚铁离子在酸性条件下被空气中氧气氧化的离子方程式：______________________。
③上述实验制得的样品中高铁酸钾的质量分数为____________________。

(1)②2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O；
③2KOH+Na2FeO4==K2FeO4+2NaOH；高铁酸钾的溶液度小于高铁酸钠
(2)①Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+、NH4++H2ONH3·H2O+H+；
②6Fe2++Cr2O72-+14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O；4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；
③44%
练习册系列答案
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氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料．一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅．一种合成氮化硅的工艺主要流程如下：
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（1）净化N2和H2时，铜屑的作用是：
 
；硅胶的作用是
 
．
（2）在氮化炉中3SiO2（s）+2N2（g）=Si3N4（s）△H=-727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度：
 
；体系中要通入适量的氢气是为了
 
．
（3）X可能是
 
（选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）．
（4）如何说明氮化硅产品已用水洗干净？
 
．
（5）用硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN3）作氮源，直接燃烧生成氮化硅（发生置换反应），该反应的化学方程式为：
 
．

（分）高铁酸钾是一种重要的水的处理剂，实验可用下列流程制取高铁酸钾，

⑴NaClO溶液中加入NaOH固体形成碱性环境。

⑵将研磨的Fe(NO3)3 少量多次的加入到上述溶液中，冰浴中反应1h。

采用少量多次加入，其目的是___________________________；该反应的离子方程为：

_____________________________________。

⑶将KOH加入到反应后的溶液搅拌半小时。静置，抽滤的粗产品。该反应的化学方程式为：_____________________________。

⑷依次用甲苯、乙醇、乙醚洗涤以除去水份和KNO3、KCl、KOH等杂质。

⑸在强碱性溶液中，高铁酸钾能将亚铬酸盐(KCrO2)氧化为铬酸盐(K2CrO4)，生成的铬酸盐溶液酸化后，得到的重铬酸钾(K2Cr2O7)用Fe(Ⅱ)的标准溶液滴定，以二苯胺磺酸钠为指示剂。到达滴定终点时，溶液由紫色变为淡绿色。现称取5.000 g高铁酸钾样品于烧杯中，加入适量氢氧化钾溶液，加入稍过量的KCrO2，充分反应后，转移到250 mL容量瓶中，定容，量取25.00mL，再用稀硫酸酸化，用0.1000 mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定，用去标准溶液33.33 mL。

    ①滴定时适宜选用的滴定管是：         (a、酸式，b、碱式)。

②计算上述实验制得的样品中，高铁酸钾的质量分数为_________________。

③若上述过程中，测得的样品中高铁酸盐的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有__________         。

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n（SO4)3-n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为+6）是一种重要的杀菌消毒剂，某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：

（1）检验固体铁的氧化物中铁的化合价，应使用的试剂是        （填标号）

A．稀硫酸     B．稀硝酸    C．KSCN溶液    D．酸性高锰酸钾溶液

（2）在溶液Ⅰ中加入NaClO3，写出其氧化Fe2+的离子方程式：            。

（3）Fe2O3与KNO3和KOH的混合物加热共融可制得高铁酸鉀。完成并配平下列化学方程式：

     □Fe2O3+□KNO3+□KOH——□       +□KNO2+□       。

（4）为测定溶液I中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH<3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用 0.1000mol·L—1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。

已知：2Fe3++2I—=2Fe2++I2、I2+2S2O32—=2I—+S4O62—。

①写出滴定选用的指示剂         ，滴定终点观察到的现象         。

②溶液I中铁元素的总含量为        g·L—1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会       （填“偏高”、“偏低”、“不变”）。

 

(12分) 氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下：

（1）净化N2和H2时，铜屑的作用是：                       ；硅胶的作用是                  。

（2）在氮化炉中3SiO2(s)+2N2(g)=Si3N4(s) △H=－727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度：         ；体系中要通入适量的氢气是为了         。

（3）X可能是                  （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。

（4）用硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN3）作氮源，直接燃烧生成氮化硅（发生置换反应），该反应的化学方程式为：                  。