题目内容

6．实验室用图所示装置制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe（NO3）3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4．
已知K2FeO4具有下列性质：
①可溶于水、微溶于浓KOH溶液
②在0℃～5℃、强碱性溶液中比较稳定
③在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下发生分解
④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe（OH）3和O2
（1）写出仪器甲和乙的名称：甲分液漏斗；乙三口烧瓶．
（2）装置C中发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，装置D的作用是吸收多余的氯气．
（3）Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3．在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，欲控制反应在0℃～5℃进行，实验中可采取的措施是：缓慢滴加盐酸、装置C用冰水浴中．
（4）写出K2FeO4在弱碱性条件下与水反应生成Fe（OH）3和O2的化学方程式：4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe（OH）3↓+3O2↑．
（5）工业上常用“间接碘量法”测定高铁酸钾样品中高铁酸钾的含量，其方法是：用碱性的碘化钾溶液（pH为11～12）溶解3.96g高铁酸钾样品，调节pH为1，避光放置40分钟至反应完全（高铁酸根离子全部被还原成铁离子），再调节pH为3～4（弱酸性），用1.0mol/L的硫代硫酸钠标准溶液作为滴定剂进行滴定（2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI），当达到滴定终点时，用去硫代硫酸钠标准溶液15.00mL．则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为25%．

分析 根据实验装置图可知，A装置 中用高锰酸钾与盐酸反应制得氯气，氯气中有挥发出的来的氯化氢，所以B装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢，装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钠，反应的尾气氯气用氢氧化钾吸收，
（1）根据装置图可知仪器名称；
（2）氯气与氢氧化钾反应生成氯化钾和次氯酸钾，氯气有毒，需要进行尾气吸收；
（3）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3，制取KClO温度反应在0℃～5℃，装置C应放在冰水浴中，应降低通入氯气的速率；
（4）根据元素守恒和电子得失守恒可写出K2FeO4在弱碱性条件下与水反应生成Fe（OH）3和O2的化学方程式；
（5）用碱性的碘化钾溶液溶解高铁酸钾样品，调节pH为1，高铁酸根与碘离子发生氧化还原反应，高铁酸根离子全部被还原成铁离子，碘离子被氧化成碘，根据电子得失守恒有关系2FeO42-～3I2，再根据反应2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，利用硫代硫酸钠的物质的量可计算得高铁酸钾的质量，进而确定质量分数．

解答 解：（1）根据装置图可知仪器甲的名称是分液漏斗，仪器乙的名称是三口烧瓶，
故答案为：分液漏斗；三口烧瓶；
（2）氯气与氢氧化钾反应生成氯化钾和次氯酸钾，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，氯气有毒，需要进行尾气吸收，所以装置D的作用是吸收多余的氯气，
故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；吸收多余的氯气；
（3）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3，制取KClO温度反应在0℃～5℃，装置C应放在冰水浴中，缓慢滴加盐酸，减慢生成氯气的速率，
故答案为：缓慢滴加盐酸、装置C用冰水浴中；
（4）K2FeO4在弱碱性条件下与水反应生成Fe（OH）3和O2的化学方程式为4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe（OH）3↓+3O2↑，
故答案为：4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe（OH）3↓+3O2↑；
（5）用碱性的碘化钾溶液溶解高铁酸钾样品，调节pH为1，高铁酸根与碘离子发生氧化还原反应，高铁酸根离子全部被还原成铁离子，碘离子被氧化成碘，根据电子得失守恒有关系2FeO42-～3I2，再根据反应2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，得关系式2FeO42-～3I2～6Na2S2O3，所以高铁酸钾的质量为$\frac{1}{3}$×1.0mol/L×0.015L×198g/mol=0.99g，则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为$\frac{0.99g}{3.96g}$×100%=25%，
故答案为：25%．

点评 本题考查实验制备方案、氧化还原反应滴定及计算、物质的分离提纯、对条件与操作的分析评价，是对学生综合能力的考查，注意题目信息的迁移运用，难度中等．

练习册系列答案
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19．将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是（　　）
A．1：3B．2：3C．1：4D．2：1
17．为除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、FeCl3、Na2SO4以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）：

（1）上述实验中第⑤步操作需要烧杯、玻璃棒、漏斗等玻璃仪器．
（2）判断BaCl2已过量的方法是向②步后的上层清液中再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaCl2已过量．
（3）第④步中所有相关的化学方程式是CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl、BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl．
（4）若先用盐酸调pH值再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是在此酸度条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度．
14．硫代硫酸钠是一种重要的化工产品．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如图1装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）   （I）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）                 （II）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）                  （III）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水                    b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液            d．饱和NaHCO3溶液
（4）实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度．
（5）已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）．
（6）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩冷却，过滤，洗涤，干燥，即得到粗产品（主要含有Na2S2O3•5H2O和其他杂质）．某兴趣小组为测定该产品纯度，准确称取4.96　g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000　mol•L?1碘的标准溶液滴定．反应原理为：2S2O32-+I2=S4O62-+2I?，滴定至终点时，滴定起始和终点的液面位置如图2，则产品的纯度为18.1%．经仪器分析，该产品纯度为16%，分析该兴趣小组测定产品纯度偏差的原因（忽略人为误差）粗产品中含有Na2SO3（或Na2S）可以消耗I2，使消耗的碘水体积偏大．[M（Na2S2O3•5H2O）=248g/mol]．
1．2-硝基-l，3-苯二酚由间苯二酚先磺化，再硝化，后去磺酸基生成．原理如下：

部分物质的相关性质如下：
 名称 相对分子质量 性状 熔点 水溶性（常温）
 间苯二酚 110 白色针状晶体 110.7 易容
 2-硝基-1，3-苯二酚 155 桔红色针状晶体 87.8 难溶
制备过程如下：第一步：磺化．称取 71.5g间苯二酚，碾成粉末放入烧瓶中，慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌，控制温度在一定范围内 15min（如图 1）．
第二步：硝化．待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中，充分冷却后加入“混酸”，控制温度继续搅拌 l 5min．

第三步：蒸馏．将硝化反应混物的稀释液转移到圆底烧瓶 B中，然后用图 2所示装置进行水 蒸气蒸馏．
请回答下列问题：
（1）实验室中把问苯二酚碾成粉末需要的仪器是研钵．
（2）磺化步骤中控制温度最合适的范围为（填字母）B．
A．30℃～60℃B．60℃～65℃C．65℃～70℃D．70℃～100℃
（3）硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是在锥形瓶中加适量的浓硝酸，在摇荡下缓慢加入一定量的浓硫酸，冷却．
（4）图 2 中，烧瓶 A  中长玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止压强过小产生倒吸；直形冷凝管 C中可能出现的现象是有桔红色晶体析出．
（5）水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一，被提纯物质必须具备的条件正确的abc．
a．不溶或难溶于水，便于最后分离   b．在沸腾下与水不发生化学反应
c．具有一定的挥发性               d．具有较低的熔点
（6）本实验最终获得 12.0g桔红色晶体，则  2-硝基-1，3-苯二酚的产率约为11.9%．
11．有以下四种微粒14N、15N、N2、N4（结构为），已知断裂1molN-N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量，根据以上信息和数据，下列说法正确的是（　　）
A．1molN4气体完全转变为N2将放出882kJ热量
B．14N2与15N2互为同位素，N4与N2互为同素异形体
C．N4属于一种新型的化合物
D．14N与15N化学性质不相同
18．某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是（　　）
A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变反应的焓变
C．催化剂能改变反应的路径，降低反应所需的活化能
D．△H=E1+E2
15．古诗词很浪漫且充满了艺术魅力，成语俗语等脍炙人口，都是中华民族文化中的瑰宝．下列诗词、语句中包含的化学反应既是离子反应又是氧化还原反应的是（　　）
A．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间B．曾青得铁则化为铜
C．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干D．水滴石穿
16．标况下，1.7g NH3的体积为2.24L，它1.5mol H2S含有相同数目的氢原子．

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