题目内容
【题目】氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。某兴趣小组以铁屑为原料模拟工业上制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的流程如下：
请回答下列问题：
(1)“氧化”阶段通入过量空气比用氯气作氧化剂具有的优点是__________________________________。
(2)“合成”阶段生成Na2FeO4的离子方程式为__________________________________。
(3)为了检验“氧化”过程中所得溶液中是否含有Fe2+，某同学取少量溶液于试管中，选用下列试剂可以达到目的的是_______(填字母)。
a.KSCN溶液b.NaOH溶液c.K3[Fe(CN)6]溶液d.苯酚溶液 e.酸性KMnO4溶液
(4)过程①制取FeCl3固体的具体操作步骤是________________________________________。若使6.5 mol/LFeCl3饱和溶液不析出Fe(OH)3，需控制溶液的pH小于_______{已知该实验条件下，Ksp[(Fe(OH)3]=6.5×10-36，Kw=1.1×10-13}
(II)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是______(填a、b、c或d)。
(2)写出电解池总反应(化学方程式)___________________________。
【答案】选用通入空气经济、而氯气有毒，污染环境2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3C1-+5H2Oc在HCl气流中蒸发FeCl3溶液制取FeCl3 1d2(CH3)4NCl+2H2O
2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑
【解析】
(1) 因为空气经济而氯气有毒，污染环境。所以“氧化”阶段通入过量空气比用氯气作氧化剂具有的更多的优点。答案：选用通入空气经济、而氯气有毒，污染环境。
(2)“合成液”中含有氯化铁，再加入次氯酸钠和氢氧化钠的混合液，反应生成Na2FeO4和氯化钠和水，反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3C1-+5H2O。
(3)因为混合溶液中含有Fe3+ 和Fe2+，所以加入：a.KSCN 溶液不能验证Fe2+的存在； b.NaOH 溶液 遇Fe3+产生红褐色的氢氧化铁沉淀，影响观察Fe2+与碱反应的现象，所以不能用NaOH 溶液鉴别； c.K3[Fe(CN)6]溶液遇到 Fe2+会产生蓝色沉淀，所以可以用 K3[Fe(CN)6]溶液鉴别； d.苯酚溶液遇Fe3+显紫色，遇Fe2+无现象，所以不能用苯酚溶液鉴别；e酸性K MnO4溶液也可用于检验溶液中是否含有Fe2+，但该溶液中含有Cl—，也能与KMnO4发生反应，使其褪色，所以不合理；本题答案为：c。
(4)为防止Fe3+的水解，从溶液中析出FeCl3固体需要在HC1气流中蒸发FeCl3 溶液；已知c(Fe3+)=6.4 mol/L，Ksp[(Fe(OH)3]=8.5×10-36，所以c3(OH—)=
= 
=1.33×10-36，c(OH—)=1.1×10-12 mol/L，因此溶液中的c(H+)=0.1 mol/L，则pH=1，所以需控制溶液的pH小于1；
（1）以石墨为电极电解四甲基氯化铵溶液制备四甲基氢氧化铵，需要氢氧根离子，电解过程中阴极得到电子生成氢气，电极附近生成氢氧根离子，所以收集到(CH3)4NOH的区域是阴极区，即d口。答案：d。
（2）结合反应物和生成物的关系可知电解过程中生成产物为四甲基氢氧化铵、氢气和氯气，据此写出电解反应的化学方程式：2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。
【题目】利用右图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
选项 | ① | ② | ③ | 实验结论 | 实验装置 |
A | 稀硫酸 | Na2S | AgNO3与AgCl的溶液 | Ksp(AgCl)＞Ksp(Ag2S) |
|
B | 浓硫酸 | 蔗糖 | 溴水 | 浓硫酸具有脱水性、氧化性 | |
C | 稀盐酸 | Na2SO3 | Ba(NO3)2 溶液 | SO2与可溶性钡盐均可以生成白色沉淀 | |
D | 浓硝酸 | Na2CO3 | Na2SiO3溶液 | 酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸 |
A. A B. B C. C D. D
【题目】POCl3常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料，实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下：
I.实验室制备POCl3。采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3，实验装置(加热及夹持仪器略)如图：
资料：①Ag++SCN-=AgSCN↓：Ksp(AgCl)>Ksp(Ag SCN)；
②PCl3和POCl3的相关信息如下表：
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -112.0 | 76.0 | 137.5 | 两者互溶，均为无色液体，遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢 |
POCl3 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1) 装置B中的作用是观察氧气的流速和______________、_______________ ，干燥管的作用是_____________
(2)反应温度要控制在60～65℃，原因是：________________________________________________
II.测定POCl3产品的含量。
实验步骤：
①制备POCl3实验结束后，待三颈瓶中的液体冷却至室温，准确称取30.7 g产品(杂质不含氯元素)，置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成100.00 mL 溶液。
②取10.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10.00 mL 3.2 moI/L AgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂，用0.2 moI/L KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00 mL KSCN溶液。
(3)实验室用5.0 moI/L AgNO3 配制100 mL 3.2 moI/L AgNO3标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有_____________________
(4)步骤③若不加入硝基苯的将导致测量结果_____(填偏高、偏低或无影响)
(5)步骤④中X可以选择_____。
(6)反应中POCl3的质量百分含量为_____，通过_____(填操作)可以提高产品的纯度。
