题目内容

高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性,是一种安全性很高的水处理剂。

(1)高铁酸钾中铁元素的化合价是????? ,它可以将废水中的亚硝酸钾(KNO2)氧化,同时生成具有吸附性的Fe(OH)3,该反应的化学方程式为???????????????? 。

(2)某学习小组用废铁泥(主要成分为Fe3O3、FeO、CuO和少量Fe)制备高铁酸钾的流程如下:

①操作Ⅰ要在通风橱中进行,其原因是??????????? 。

②溶液A中含有的金属阳离子是????????????? 。

③25℃时,若将溶液B中的金属离子完全沉淀,应调节c(H+)小于?????? 。(已知:i. Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39、Ksp[Fe(OH)2] =4.0×10-17、Ksp[Cu(OH)2] =1.6×10-20;ii. 溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时,可视为沉淀完全。)

④该小组经多次实验,得到如图结果,他们的实验目的是???????????????? 。

(3)高铁酸钾还可以用电解法制取,电解池以铁丝网为阳极,电解液使用氢氧化钾溶液,其阳极反应式为??????????????? 。

 

【答案】

(1)+6 (2分)?? ? 2 K2FeO4 + 3KNO2 +5H2O = 2 Fe(OH)3+3KNO3 + 4KOH (3分)

(2) ①反应产生的氮氧化物有毒 (2分)

②Fe3+、Cu2+ (2分)

③2.5×10-7? mol·L-1? (2分)

④探究高铁酸钾的生成率随温度、硝酸铁的质量浓度的变化关系(2分)

(3)Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O (3分)

【解析】

试题分析:(1)根据化合价代数和为零计算得出;(2)①硝酸被还原为NO、NO2等有毒气体污染空气故应在通风橱中进行实验;②硝酸过量,铁元素应生成Fe3+,铜为Cu2+;③操作Ⅱ使Fe3+沉淀,而Cu2+不沉淀留在溶液中,若使B溶液中铜离子沉淀完全,则有,Ksp[Cu(OH)2] = c2(OH-)×c(Cu2+)=1.6×10-20? c2(OH-)=1.6×10-20÷10-5???

c(OH-)=4×10-8 mol·L-1

c(H+)=.5×10-7 mol·L-1?

当氢离子浓度大于等于.5×10-7 mol·L-1时可以认为氢氧化铜沉淀完全;

④实验需要的是产物的生成率(纵坐标),另外还有两个变量分别是温度和反应物的浓度,显然是探究高铁酸钾的生成率随温度、硝酸铁的质量浓度的变化关系;

(3)活泼金属铁为阳极,铁失去电子生成FeO42-,介质为碱性,电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。

考点:考查实验操作与原理分析有关问题。

 

练习册系列答案
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铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用.请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料.其中一个反应为3FeS2+8O2
 高温 
.
 
6SO2+Fe3O4,氧化产物为
SO2、Fe3O4
SO2、Fe3O4
,若有3mol FeS2参加反应,转移电子的物质的量为
32mol
32mol
.
(2)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂.某自来水厂用氯气和绿矾(FeSO4?7H2O)一起净水,其原理为
Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-
Fe3++3H2O?Fe(OH)3(胶体)+3H+
Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-
Fe3++3H2O?Fe(OH)3(胶体)+3H+
(用离子方程式表示).
(3)①钢铁的电化腐蚀简单示意图如右,将该图稍作修改 即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在右图虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向.
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式
O2+2H2O+4e-=4OH-,
O2+2H2O+4e-=4OH-,
.
(4)高铁酸钾(K2FeO4)可用作净水剂,也可用于制造高铁电池.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为
3Zn+2K2FeO4+8H2O    3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
该电池放电时正极反应式为
2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe(OH)3+10OH-
2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe(OH)3+10OH-
.
用该电池电解100mL 1mol?L-1的AgNO3溶液,当电路中通过0.1mol 电子时,被电解溶液的pH为
0
0
(溶液体积变化忽略不计).
(5)氧化亚铜是一种半导体材料,常用作制造整流器的材料,还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂.
用右图装置可制得氧化亚铜,试写出阳极的电极反应式
2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
.
HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+.AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物.试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2+.若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒.下列叙述不正确的是
 
(填序号).
A.亚硝酸盐被还原               B.维生素C是还原剂
C.维生素C将Fe3+还原为Fe2+D.亚硝酸盐是还原剂
(2)下列方法中,不能用来区分NaNO2和NaCl的是
 
(填序号).
A.测定这两种溶液的pH
B.分别在两种溶液中滴加甲基橙
C.在酸性条件下加入KI-淀粉溶液来区别
D. 用AgNO3和HNO3两种试剂来区别
(3)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式:
 
.
(4)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4.若用反应所得的酸性溶液,将Fe2+转化为Fe3+,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是
 
(填序号).
a.Cl2 b.Fe c.H2O2 d.HNO3
(5)若FeSO4和O2的化学计量数比为2:1,试配平下列方程式:
 
FeSO4+
 
K2O2→
 
K2FeO4+
 
K2O+
 
K2SO4+
 
O2↑
(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体.高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是
 
.

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