题目内容
【题目】高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效的水处理剂,与水反应的化学方程式为4Na2FeO4+10H2O===4Fe(OH)3↓+3O2↑+8NaOH。电解制备Na2FeO4装置示意图如图所示。
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(1)a是电源的________(填“正”或“负”)极。电解时,石墨电极附近溶液的碱性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)铁电极的反应式为_________________________________________________。
(3)维持一定的电流强度和电解温度,NaOH起始浓度对Na2FeO4浓度影响如图(电解液体积相同的情况下进行实验)。
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①电解3.0 h内,随NaOH起始浓度增大,Na2FeO4浓度变化趋势是________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②当NaOH起始浓度为16 mol·L-1时,1.0~2.0 h内生成Na2FeO4的速率是__________mol·L-1·h-1。
(4)提纯电解所得Na2FeO4,采用重结晶、过滤、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用________(填标号)溶液和异丙醇。
A.Fe(NO3)3 B.NH4Cl C.CH3COONa
(5)次氯酸钠氧化法也可以制得Na2FeO4。
已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
NaCl(aq)+H2O(l)===NaClO(aq)+H2(g) ΔH=b kJ·mol-1
4Na2FeO4(aq)+10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)+3O2(g)+8NaOH(aq) ΔH=c kJ·mol-1
反应2Fe(OH)3(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)+3NaCl(aq)+5H2O(l)的ΔH=_______kJ·mol-1。
【答案】负 增强 Fe+8OH--6e-===FeO
+4H2O 增大 8 C -
a-3b-
c
【解析】
电解法制备Na2FeO4,铁元素化合价升高,铁失电子发生氧化反应,所以铁电极是阳极、石墨电极为阴极;
(1) 电解法制备Na2FeO4,铁元素化合价升高,所以铁电极是阳极、石墨电极为阴极,a是电源的负极。电解时,阴极反应式是
,石墨电极附近溶液的碱性增强;
(2)铁电极是阳极,阳极铁失电子生成Na2FeO4,阳极反应式为Fe+8OH--6e-===FeO
+4H2O;
(3)①根据图示,电解3.0 h内,随NaOH起始浓度增大,Na2FeO4浓度增大;
②当NaOH起始浓度为16 mol·L-1时,1.0~2.0 h内Na2FeO4的浓度变化量是16 mol·L-1-8 mol·L-1=8 mol·L-1,1.0~2.0 h内生成Na2FeO4的速率是8 mol·L-1÷1h=8mol·L-1·h-1;
(4)由4Na2FeO4+10H2O===4Fe(OH)3↓+3O2↑+8NaOH反应可知,碱性条件能抑制FeO42-与水反应,所以用碱性溶液洗涤最好,Fe(NO3)3、NH4Cl溶液呈酸性, CH3COONa溶液呈碱性,故选C;
(5)①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
②NaCl(aq)+H2O(l)===NaClO(aq)+H2(g) ΔH=b kJ·mol-1
③4Na2FeO4(aq)+10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)+3O2(g)+8NaOH(aq) ΔH=c kJ·mol-1
根据盖斯定律,-③÷2 -②×3-①×
得2Fe(OH)3(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)+3NaCl(aq)+5H2O(l)的ΔH=-
a-3b-
c kJ·mol-1。
【题目】实验室制备1,2—二溴乙烷,可用足量的乙醇先制备乙烯,再用乙烯和少量的溴制备1,2—二溴乙烷,装置如图所示。有关数据列表如表所示。回答下列问题:
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乙醇 | 1,2—二溴乙烷 | 乙醚 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
密度/gcm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
熔点/℃ | -130 | 9 | -116 |
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是__。
a.引发反应 b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置A中除了浓硫酸和乙醇外,还应加入__,其目的是__。装置A中生成副产物乙醚的化学反应方程式为__。
(3)实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓H2SO4反应生成少量的SO2,为了验证SO2的存在并除去SO2对后续反应的干扰,某同学在A和D之间加入了B、C两个装置,其中B和C中可分别盛放___。
a.酸性KMnO4和水 b.品红和NaOH溶液
c.酸性KMnO4和NaOH溶液 d.品红和酸性KMnO4
(4)甲、乙两装置均可用作实验室由无水乙醇制取乙烯,乙图采用甘油浴加热(甘油沸点290℃,熔点18.17℃),当甘油温度达到反应温度时,将盛有无水乙醇和浓硫酸混合液的烧瓶放入甘油中,很快达到反应温度。甲、乙两装置相比较,乙装置有哪些优点__,写出该实验中由无水乙醇制取乙烯的化学方程式___。
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(5)将1,2—二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置后,产物应在__层;若产物中有少量副产物乙醚。可用__的方法除去。