题目内容
12.2011年3月,日本发生9级地震,地震引发海啸及伤亡.灾区重建面临多种困难,其中饮水安全是重要问题之一.高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能.某课外学习小组设计如图方案制备高铁酸钾:(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为+6价,推测它具有的化学性质是强氧化性.
(2)在次氯酸钠(NaClO,84消毒液的主要成分)溶液中加入烧碱固体形成碱性环境,将研磨的硝酸铁少量多次地加入到上述溶液中,冰浴中反应1h.发生的离子反应为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,氧化剂是次氯酸钠.将KOH加入到反应后的溶液搅拌半小时.静置,抽滤粗产品.该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH.根据复分解反应原理,高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度(填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)在强碱性溶液中,高铁酸钾能将亚铬酸盐(KCrO2)氧化为铬酸盐(K2CrO4),生成的铬酸盐溶液酸化后,得到的重铬酸钾(K2Cr2O7)用Fe(Ⅱ)的标准溶液滴定,以二苯胺磺酸钠为指示剂.到达滴定终点时,溶液由紫色变为淡绿色(+6价铬转化成+3价铬).有关离子方程式为FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-,2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O,Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取5.00g高铁酸钾样品于烧杯中,加入适量氢氧化钾溶液,加入稍过量的KCrO2,充分反应后,转移到250mL容量瓶中,定容,量取25.00mL,再用稀硫酸酸化,用0.100 0mol•L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,用去标准溶液30.00mL.计算上述实验制得的样品中,高铁酸钾的质量分数为39.6%.
分析 (1)依据高铁酸钾中各元素化合价代数和为0计算得到铁元素的化合价,氧元素化合价为-2价,钾元素化合价为+1价;元素化合价处于最高价态时有影响,处于最低价态有还原性,中间价态既具有影响也具有还原性;
(2)元素化合价降低的物质做氧化剂,反应是向更难溶的方向进行;
(3)根据反应①②③可知:2FeO42-~~~~6Fe2+,根据关系式计算出K2FeO4的物质的量和质量,再计算质量分数.
解答 解:(1)在K2FeO4中,K元素的化合价为+1价,O元素的化合价为-2价,
设该化合物中Fe元素的化合价为x,
由化学式和化合物中正负化合价的代数和为零,则
(+1)×2+x+(-2)×4=0
解得x=+6
铁元素处于最高价态应有强氧化性,
故答案为:+6,强氧化性;
(2)发生的离子反应为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,氯元素化合价降低,氧化剂是次氯酸钠,根据复分解反应原理,反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH,能进行说明算错了更难溶的物质,说明高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度,
故答案为:次氯酸钠,大于;
(3)根据反应①②③可知:2FeO42-~~~~6Fe2+,
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.03L
则n=1.0×10-3mol,
所以样品中高铁酸钾的质量分数为$\frac{1.0×1{0}^{-3}mol×\frac{250}{25}×198g/mol}{5.00g}$×100%=39.6%%;
故答案为:39.6%.
点评 本题考查了物质的制备流程的理解应用、实验基本操作、物质性质的分析应用、有关方程式的计算、氧化还原反应等,题目涉及的知识点较多,侧重于考查学生的实验能力和对基础知识的综合应用能力,熟练掌握基础是关键,题目难度中等.
| A. | H与D、16O与18O互为同位素,H216O、D216O、H218O、D218O互为同分异构体 | |
| B. | 金刚石、石墨均为碳的同素异形体,其化学性质与物理性质均不相同 | |
| C. | 石墨烯(结构如图所示)是由碳原子构成的单层片状结构的新材料,与石墨互为同位素 | |
| D. | 由于氢原子可以形成H-(如NaH),所以有人建议可将氢元素排在元素周期表的ⅦA族 |
| A. | 溶液中各离子的浓度都减小 | B. | c(Cl-)/c(NH4+)减小 | ||
| C. | c(H+)/c(NH4+)增大 | D. | c(H+)•c(OH-)减小 |
| A. | Fe+2HCl═H2↑+FeCl2 | B. | 2FeCl2+Cl2 ═2FeCl3 | ||
| C. | CaO+H2O═Ca(OH)2 | D. | 2Fe(OH)3 $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Fe2O3+3H2O |
可能用到的有关数据如下:
| 相对分子质量 | 密度/(g•cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
| 环己醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
| 环己烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 难溶于水 |
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙.最终通过蒸馏得到纯净环己烯l0g.
回答下列问题:
(1)装置a的名称是蒸馏烧瓶.
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸.
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为
(4)分液漏斗在使用前须检漏;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的上口倒出(填“上口倒出”或“下口放出”).
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是吸收水.
(6)本实验所得到的环已烯产率是C(填正确答案标号).
A.41% B.50% C.61% D.70%