题目内容

高铁酸钾（）是一种新型、高效、多功能水处理剂。下列反应可制取：

  对于该反应，下列说法正确的是

   A．该反应是置换反应                             B．钾元素化合价降低

   C．发生还原反应                        D．是氧化剂

 

D

解析:

 

练习册系列答案
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（2010?安徽模拟）高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝、杀菌、灭菌、去浊、脱色、除臭为一体的新型、高效、绿色环保的多功能水处理剂．近十几年来，我国对高铁酸钾在饮用水处理中的应用的研究也不断深入，已取得可喜成果．比较理想的制备方法是次氯酸盐氧化法：先向KOH溶液中通入足量Cl2制备次氯酸钾饱和溶液，再分次加入KOH固体，得到次氯酸钾强碱性饱和溶液，加入三价铁盐，合成高铁酸钾．
（1）向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式：
①Fe3++3OH-=Fe（OH）；②
2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O
．
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物．将适量K2Fe2O4溶液于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO2-4）=1.0mmol?L-1试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO+2-4）的变化，结果见图．高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为
4FeO2-4+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
4FeO2-4+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑
，该反应的△H
＞
＞
0（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料，用它做成的电池能量高，放电电流大，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 
放电
充电
3Zn（OH）3+2Fe（OH）3+4KOH该电池放电时的负极反应式为
Zn+2OH--2e-=Zn（OH）
Zn+2OH--2e-=Zn（OH）
，若外电路有5.418×1022个电子通过，则正极有
5.94
5.94
g高铁酸钾参与反应．
（4）测定某K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下：
步骤1：准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中
步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO2-4
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO2-4转化为Cr2O2-7，CrO-2转化为Cr3+，Fe（OH）3转化为Fe2+
步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol?L-1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液V1mL．
①滴定时发生反应的离子方程式为
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
．
②原溶液中K2FeO4的浓度为
cV1
3V
mol/L
cV1
3V
mol/L
（用含字母的代数式表示）．
针对苏教版化学1第75页上“铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为+2价铁的化合物，如果与氧化性较强的氧化剂（如氯气、双氧水等）反应则转化为+3价的化合物”的叙述，化学研究性学习小组拟通过以下实验探究“新制的还原性铁粉和盐酸的反应（铁过量）”．请你参与探究并回答有关问题：
（1）利用KSCN、H2O2等药品检验反应后的混合液中含有二价铁的实验方法和现象是
先加硫氰化钾溶液，无现象，再滴加双氧水少许，看到溶液呈血红色
先加硫氰化钾溶液，无现象，再滴加双氧水少许，看到溶液呈血红色
；但在实验中往往又看到红色迅速褪去，同时溶液呈黄色，其可能的原因是
硫氰根被氧化
硫氰根被氧化
；学生在做实验时往往滴加双氧水的浓度过大，或者过量，还看到迅速产生大量气泡，写出该现象产生的化学方程式：
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2↑
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2↑
．
（2）有资料介绍“取少量反应液（含二价铁）先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色．若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去．同学对红色褪去的原因提出各自的假设．某同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态．”如果+3价铁被氧化为FeO42-，试写出该反应的离子方程式
2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
．
（3）探究高铁酸钾的某种性质．
【实验一】将适量K2FeO4固体分别溶解于pH 为 4.74、7.00、11.50 的水溶液中，配得FeO42-浓度为 1.0mmol?L-1（1mmol?L-1=10-3mol?L-1）的试样，静置，考察不同初始 pH 的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，结果见图1（注：800min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）．

【试验二】将适量 K2FeO4溶解于pH=4.74 的水溶液中，配制成FeO42-浓度为 1.0mmol?L-1 的试样，将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和 60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K2FeO4某种性质的影响，结果见图2．则
①实验1的目的是
研究FeO42-在不同pH溶液中的稳定性（或反应的速率）
研究FeO42-在不同pH溶液中的稳定性（或反应的速率）
；
②实验2可得出的结论是
温度越高，FeO42-越不稳定（或与水反应的速率越快）
温度越高，FeO42-越不稳定（或与水反应的速率越快）
；
③高铁酸钾在水中的反应为4FeO42-+10H2O?4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．由图1可知，800min时，pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH=4.74的溶液中高，主要原因是
pH=11.50的溶液中OH-离子浓度大，使平衡向左移动
pH=11.50的溶液中OH-离子浓度大，使平衡向左移动
．
（2013?济南一模）目前，新能源不断被利用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向．
（1）高铁酸钾-锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是
Zn
Zn
．
（2）工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾（K2FeO4），K2FeO4在碱性环境中稳定，在中兴和酸性条件下不稳定．反应原理为：
Ⅰ．在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe（NO3）3制得Na2FeO4：3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Ⅱ．Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下：

（2）①写出反应①的离子方程式
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

②流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）
＜
＜
Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）已知K2FeO4在水溶液中可以发生：4FeO42-+10H2O?4Fe（OH）3↓+8OH-+3O2↑，则K2FeO4可以在水处理中的作用是
杀菌消毒、净水
杀菌消毒、净水
．
（4）FeO42-在水溶液中的存在形态图如下图所示．

①若向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数的变化情况是
先不大后变小
先不大后变小
．
②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，
HFeO4-
HFeO4-
转化为
FeO42-
FeO42-
（填化学式）．
化合物A为某矿物样品的主要成分，其质量分数为80%，且A仅由Cu、Fe、S三种元素组成．某研究小组对其组成进行分析，具体实验如下（不考虑杂质的影响）：
①准确称取2.3g样品，加入足量的浓硝酸充分溶解后过滤，得到滤液B．
②在B中通入过量的氨气，结果溶液呈深蓝色，同时得到1.07g红褐色沉淀．
③在②的滤液中加入足量盐酸，未见沉淀产生，再滴入足量氯化钡溶液，最后得到4.66g白色沉淀．
已知：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O，请回答下列问题：
（1）写出氨气的电子式：
 
，深蓝色离子的化学式：
 
，A的化学式：
 
．
（2）工业上常利用该矿物与氧气反应熔炼金属Cu，同时也得到气体C和炉渣（主要成分为Fe2O3）．
①在新制的C水溶液中滴加一定量的BaCl2溶液，初始观察不到明显现象，充分振荡后，可观察到有白色沉淀产生，且逐渐增多，请解释其原因
 
．
②冶炼过程中的最后一步是氧化亚铜与硫化亚铜在高温下作用得到金属铜和气体C，写出该步骤发生反应的化学方程式
 
．该方法冶炼得到的铜往往含有少量氧化亚铜，请设计实验方案检验铜中是否含有氧化亚铜：
 
．
③炉渣中的氧化铁可用来制备高铁酸钾（K2FeO4）．K2FeO4是一种集氧化、吸附、絮凝、杀菌、脱嗅于一体，具有绿色、环保、高效等特点的新型水处理剂．研究发现K2FeO4的氧化性比KMnO4、O3还要强，在中性、酸性溶液中稳定性较差，在碱性溶液中稳定性较好．请写出K2FeO4在强酸性溶液中释放出氧气的离子方程式
 
．K2FeO4之所以能用于净水，除了能消毒外，另一个原因是
 
．
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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