题目内容

铁和铜是生活中常见的金属．
（I）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的高效氧化剂和消毒剂，用于饮用水处理．其工业制备用次氯酸钠、氢氧化钠溶液将硝酸铁氧化为高铁酸钠，然后用氢氧化钾转化为高铁酸钾．过滤得粗品，并用氢氧化钾溶液溶解，重结晶，用苯和95%乙醇进行脱碱、乙醚洗涤，干燥，制得高铁酸钾．请回答下列问题：
（1）写出工业制备次氯酸钠的离子反应方程式
Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
．
（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应转化为高铁酸钾，该反应能够发生的原因是
高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠溶解度要小
高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠溶解度要小
．将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，该过程中也会使溶液的pH明显升高，同时有气泡冒出．其变化的化学方程式是
4K2FeO4+10H2O=4Fe（OH）3↓+8KOH+3O2↑．
4K2FeO4+10H2O=4Fe（OH）3↓+8KOH+3O2↑．
．
（Ⅱ）铜与浓硫酸反应因条件不同生成的产物不同．某同学做铜与浓硫酸反应的实验时，观察到如下现象：
①开始加热一会后先产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液．
②随着温度升高，铜片表面黑色颗粒消失，试管中产生了细小的白色颗粒状物质．
③继续加热至沸腾，其过程中也有气泡产生．停止加热静置，试管底部沉积的固体物质有黑色的和白色的，经检验黑色物质为硫化铜．
④将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显．
请回答问题：
（1）请写出现象①的化学反应方程式
Cu+H2SO4（浓）
  △  
.
 
CuO+H2O+SO2↑
Cu+H2SO4（浓）
  △  
.
 
CuO+H2O+SO2↑
；
（2）写出③反应的化学方程式
5Cu+6H2SO4（浓）
  △  
.
 
4CuSO4+CuS↓+6H2O+SO2↑
5Cu+6H2SO4（浓）
  △  
.
 
4CuSO4+CuS↓+6H2O+SO2↑
．
（3）解释④现象产生的原因是
反应过程中生成的少量水以水蒸气随SO2释放出去，
因此生成的CuSO4几乎没有水溶解，反应后试管中的液体几乎都是浓H2SO4而不是CuSO4溶液
反应过程中生成的少量水以水蒸气随SO2释放出去，
因此生成的CuSO4几乎没有水溶解，反应后试管中的液体几乎都是浓H2SO4而不是CuSO4溶液
．
（Ⅲ）高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是常用的氧化剂之一．
实验室可用软锰矿（主要成分是MnO2 ）为原料制备高锰酸钾，基本过程如下：
（1）将软锰矿与KOH的混合物放入铁坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌，使混合物熔融，即可得绿色的K2MnO4．反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2═2K2MnO4+2H2O实验中，不能将铁棒改为玻璃棒，理由是
高温下KOH会腐蚀玻璃并带进硅酸盐等杂质．
高温下KOH会腐蚀玻璃并带进硅酸盐等杂质．
；
（2）将K2MnO4溶于水，通入CO2气体发生反应可制得KMnO4，同时产生了黑色沉淀．该反应的化学方程式为
3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
．
分析：（Ⅰ）（1）根据制取次氯酸钠的原理分析，工业制备次氯酸钠，用氢氧化钠和氯气反应制得；
（2）利用溶解度的差异，制取高铁酸钾，根据题目中的信息可得出产物，写出相关的反应；
（Ⅱ）（1）黑色颗粒状物质且该物质不溶于水，为氧化铜；
（2）根据题目中的信息，已知产物之一硫化铜，根据反应物和生成物的性质特点分析出产物；
（3）根据反应③，可知试管中的物质，可能为硫酸铜和浓硫酸，但硫酸铜溶液的颜色为蓝色，浓硫酸具有吸水性；
（Ⅲ）（1）玻璃棒的成分中有二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钾反应；
（2）黑色沉淀为MnO2．
解答：解：（Ⅰ）（1）工业制备次氯酸钠，化学方程式是Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O，其离子方程式是Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应能转化为高铁酸钾，说明高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠溶解度要小，否则无法转化；将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，说明有氢氧化铁沉淀生成，该过程中也会使溶液的pH明显升高，说明有碱生成，同时有气泡冒出，说明有气体生成，
故答案为：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠溶解度要小；4K2FeO4+10H2O=4Fe（OH）3↓+8KOH+3O2↑；
（Ⅱ）（1）根据题目中的信息，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液，分析出产物为氧化铜，铜的化合价升高，硫酸的化合价降低，有二氧化硫生成，
故答案为：Cu+H2SO4（浓）
  △  
.
 
CuO+H2O+SO2↑；
（2）根据题目中的信息，黑色物质为硫化铜，其过程中也有气泡产生，气体为二氧化硫，白色的为无水硫酸铜，因溶液中的水被浓硫酸吸收，
故答案为：5Cu+6H2SO4（浓）
  △  
.
 
4CuSO4+CuS↓+6H2O+SO2↑；
（3）将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显，如果有硫酸铜存在，它的溶液为蓝绿色，不存在，说明在反应③中没有水，没有水说明水被浓硫酸吸收，白色的物质为无水硫酸铜，故答案为：反应过程中生成的少量水以水蒸气随SO2释放出去，因此生成的CuSO4几乎没有水溶解，反应后试管中的液体几乎都是浓H2SO4而不是CuSO4 溶液；
（Ⅲ） （1）二氧化硅能和氢氧化钾反应，反应方程式为：2KOH+SiO2═K2SiO3+H2O．故答案为：高温下KOH会腐蚀玻璃并带进硅酸盐等杂质；
（2）将K2MnO4溶于水，通入CO2气体发生反应可制得KMnO4，同时产生了黑色沉淀，根据信息，锰的化合价从+6价，升高为+7，根据氧化还原反应规律，必有元素化合价降低，从反应物的性质知，只有锰自身的氧化还原，即化合价降低，降为相邻的价态+4价，符合题目中的黑色沉淀信息特征，故答案为：3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3．
点评：解答本题要要理解和熟记物质的相互转化和氧化还原的反应原理，然后，根据问题信息，结合所学的相关知识解答即可．
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（I）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的高效氧化剂和消毒剂，用于饮用水处理．其工业制备用次氯酸钠、氢氧化钠溶液将硝酸铁氧化为高铁酸钠，然后用氢氧化钾转化为高铁酸钾．过滤得粗品，并用氢氧化钾溶液溶解，重结晶，用苯和95%乙醇进行脱碱、乙醚洗涤，干燥，制得高铁酸钾．请回答下列问题：
（1）写出工业制备次氯酸钠的离子反应方程式______．
（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应转化为高铁酸钾，该反应能够发生的原因是______．将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，该过程中也会使溶液的pH明显升高，同时有气泡冒出．其变化的化学方程式是______．
（Ⅱ）铜与浓硫酸反应因条件不同生成的产物不同．某同学做铜与浓硫酸反应的实验时，观察到如下现象：
①开始加热一会后先产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液．
②随着温度升高，铜片表面黑色颗粒消失，试管中产生了细小的白色颗粒状物质．
③继续加热至沸腾，其过程中也有气泡产生．停止加热静置，试管底部沉积的固体物质有黑色的和白色的，经检验黑色物质为硫化铜．
④将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显．
请回答问题：
（1）请写出现象①的化学反应方程式______；
（2）写出③反应的化学方程式______．
（3）解释④现象产生的原因是______．
（Ⅲ）高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是常用的氧化剂之一．
实验室可用软锰矿（主要成分是MnO2 ）为原料制备高锰酸钾，基本过程如下：
（1）将软锰矿与KOH的混合物放入铁坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌，使混合物熔融，即可得绿色的K2MnO4．反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2═2K2MnO4+2H2O实验中，不能将铁棒改为玻璃棒，理由是______；
（2）将K2MnO4溶于水，通入CO2气体发生反应可制得KMnO4，同时产生了黑色沉淀．该反应的化学方程式为______．
铝、铁、铜是人类生活和生产中具有广泛应用的三种金属单质，高中段的学习常把它们及化合物归结为重要的三角关系：
请回答下列问题
（1）氮化铝是一种性能良好的高温结构陶瓷,它的电子式:_________; 铁在周期表中的位置:_____________; 
（2）铜生成铜绿是生活中常见的现象,其反应原理用方程式表示:_________;  氢氧化铝被称为两性氢氧化物,写出其酸式电离方程式:__________________;
（3）高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂, 它可以通过如下途径制备：次氯酸盐氧化法制备:采用次氯酸盐氧化法,在10.00 mL质量分数为8%的次氯酸钠溶液中加入5.5 g氢氧化钠和0.70 g硫酸铁,可制备摩尔浓度（物质的量浓度）为0.01 mol/L的高铁酸钠,写出制备的离子方程式:  __________________高铁酸钠不仅可以消毒，也可以作净水剂，陈述理由：__________________
（4）燃料电池如图所示，写出石墨（I）电极上发生的电极反式：__________________ 。以此燃料电池作电源，以石墨为电极，电解一定浓度的CuSO4 溶液至无色后继续电解一段时间。断开电路，向溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2，溶液恢复到电解之前的体积和浓度，则电解过程中转移电子的物质的量为_____________.。
（5）某研究性学习小组为探究铜、锌与浓盐酸反应，设计实验探究方案如下：实验用品：纯锌片、铜片、37%的浓盐酸、蒸馏水、氯化铜溶液实验记录：
背景资料：
某同学对实验中的白色沉淀进行分析,利用资料卡片资料①②大胆猜想，白色沉淀可能是CuCl。请你帮他设计验证方案。
铁和铜是生活中常见的金属．
（I）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的高效氧化剂和消毒剂，用于饮用水处理．其工业制备用次氯酸钠、氢氧化钠溶液将硝酸铁氧化为高铁酸钠，然后用氢氧化钾转化为高铁酸钾．过滤得粗品，并用氢氧化钾溶液溶解，重结晶，用苯和95%乙醇进行脱碱、乙醚洗涤，干燥，制得高铁酸钾．请回答下列问题：
（1）写出工业制备次氯酸钠的离子反应方程式______．
（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应转化为高铁酸钾，该反应能够发生的原因是______．将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，该过程中也会使溶液的pH明显升高，同时有气泡冒出．其变化的化学方程式是______．
（Ⅱ）铜与浓硫酸反应因条件不同生成的产物不同．某同学做铜与浓硫酸反应的实验时，观察到如下现象：
①开始加热一会后先产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液．
②随着温度升高，铜片表面黑色颗粒消失，试管中产生了细小的白色颗粒状物质．
③继续加热至沸腾，其过程中也有气泡产生．停止加热静置，试管底部沉积的固体物质有黑色的和白色的，经检验黑色物质为硫化铜．
④将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显．
请回答问题：
（1）请写出现象①的化学反应方程式______；
（2）写出③反应的化学方程式______．
（3）解释④现象产生的原因是______．
（Ⅲ）高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是常用的氧化剂之一．
实验室可用软锰矿（主要成分是MnO2 ）为原料制备高锰酸钾，基本过程如下：
（1）将软锰矿与KOH的混合物放入铁坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌，使混合物熔融，即可得绿色的K2MnO4．反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2═2K2MnO4+2H2O实验中，不能将铁棒改为玻璃棒，理由是______；
（2）将K2MnO4溶于水，通入CO2气体发生反应可制得KMnO4，同时产生了黑色沉淀．该反应的化学方程式为______．
铁和铜是生活中常见的金属．
（I）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的高效氧化剂和消毒剂，用于饮用水处理．其工业制备用次氯酸钠、氢氧化钠溶液将硝酸铁氧化为高铁酸钠，然后用氢氧化钾转化为高铁酸钾．过滤得粗品，并用氢氧化钾溶液溶解，重结晶，用苯和95%乙醇进行脱碱、乙醚洗涤，干燥，制得高铁酸钾．请回答下列问题：
（1）写出工业制备次氯酸钠的离子反应方程式    ．
（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应转化为高铁酸钾，该反应能够发生的原因是    ．将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，该过程中也会使溶液的pH明显升高，同时有气泡冒出．其变化的化学方程式是    ．
（Ⅱ）铜与浓硫酸反应因条件不同生成的产物不同．某同学做铜与浓硫酸反应的实验时，观察到如下现象：
①开始加热一会后先产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液．
②随着温度升高，铜片表面黑色颗粒消失，试管中产生了细小的白色颗粒状物质．
③继续加热至沸腾，其过程中也有气泡产生．停止加热静置，试管底部沉积的固体物质有黑色的和白色的，经检验黑色物质为硫化铜．
④将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显．
请回答问题：
（1）请写出现象①的化学反应方程式    ；
（2）写出③反应的化学方程式    ．
（3）解释④现象产生的原因是    ．
（Ⅲ）高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是常用的氧化剂之一．
实验室可用软锰矿（主要成分是MnO2 ）为原料制备高锰酸钾，基本过程如下：
（1）将软锰矿与KOH的混合物放入铁坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌，使混合物熔融，即可得绿色的K2MnO4．反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2═2K2MnO4+2H2O实验中，不能将铁棒改为玻璃棒，理由是    ；
（2）将K2MnO4溶于水，通入CO2气体发生反应可制得KMnO4，同时产生了黑色沉淀．该反应的化学方程式为    ．

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