题目内容

5．高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域．工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：

查资料得知K2FeO4的一些性质：
①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定．
②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂
③具强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液
回答下列问题：
（1）写出氧化Ⅰ中，生成Fe3+的离子反应方程式H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
（2）氧化Ⅱ中，试剂A为NaClO（填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”）；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有Na2SO4
（3）操作I中包括冷却结晶，过滤洗涤、干燥几个步骤，洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行洗涤操作时应该用无水乙醇洗涤．
（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe（OH）3，请补充并配平该反应方程式4K2FeO4+8H2O═4Fe（OH）3↓+8KOH+3O2↑
（5）将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeCl3溶液中，测得剩余K2FeO4浓度如图所示，推测产生曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应从而降K2FeO4浓度．

分析 以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾，由制备流程可知，I中亚铁离子与过氧化氢发生氧化还原反应生成铁离子，II中发生3NaClO+Fe2（SO4）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+3Na2SO4+5H2O，过滤分离出NaCl、Na2SO4，再加KOH发生Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，操作I中包括冷却结晶，过滤洗涤、干燥几个步骤，洗涤选择乙醇，防止高铁酸钾溶解而损失，以此来解答．

解答 解：（1）氧化Ⅰ中，生成Fe3+的离子反应方程式为H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O，故答案为：H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；
（2）II中发生3NaClO+Fe2（SO4）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+3Na2SO4+5H2O，可知氧化Ⅱ中，试剂A为NaClO，过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有Na2SO4，
故答案为：NaClO； Na2SO4；
（3）由信息的溶解度可知，防止高铁酸钾溶解，进行洗涤操作时应该用无水乙醇洗涤，故答案为：无水乙醇；
（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe（OH）3，由电子、电荷守恒可知，4K2FeO4+10H2O═4Fe（OH）3↓+8KOH+3O2↑，
故答案为：4；10；4；8；3O2↑；
（5）由图可知，氯化铁浓度越大，K2FeO4浓度越小，则产生曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应从而降K2FeO4浓度，
故答案为：FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应从而降K2FeO4浓度．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应及水解的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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2．无机化合物可根据其组成和性质进行分类，
（1）如图所示的物质分类方法名称是树状分类法．
（2）
物质类别酸碱盐酸性
氧化物		碱性
氧化物
化学式①H2SO4、H2SO3、HNO3、H2CO3
②H2S		③NaOH、KOH、NH3．H2O
④Ba（OH）2		⑤Na2CO3
⑥Na2SO3、NaNO3、K2SO4、K2CO3、KNO3		⑦SO2
⑧--		⑨--
⑩--
以Na、K、H、O、C、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质，分别填在上表中①②③⑥⑧⑨⑩后面的横线上．
（3）写出少量的⑦通入NaOH溶液的化学方程式：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O．
（4）实验室制备⑦常用Na2SO3和浓H2SO4反应，检验该气体的方法是气体通过品红溶液褪色，加热恢复红色，证明为二氧化硫
（5）写出④与⑤反应的离子方程式Ba2++CO32-=BaCO3↓．
3．已知常温下0.1mol/L的NH4HCO3溶液pH=7.8，已知含氮（或含碳）各微粒的分布分数（平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数）与pH的关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A．溶液的pH=9时，溶液中存在下列关系：c（HCO3-）＞c（NH4+）＞c（NH3•H2O）＞c（CO32-）
B．NH4HCO3溶液中存在下列守恒关系：c（NH4+）+c（NH3•H2O）=c（HCO3-）+c（CO32-）+c（H2CO3）
C．由图可知，往该溶液中逐滴滴加氢氧化钠时NH4+和HCO3-浓度逐渐减小
D．通过分析可知常温下Ka1（H2CO3）＞Kb（NH3•H2O）＞Ka2（H2CO3）
20．以下为中学化学中常见的物质：①Cu； ②1mol•L-1的FeCl3溶液； ③CuCl2溶液；④CO2；⑤H2SO4；⑥酒精；⑦CaCO3；⑧FeSO4
（1）以上物质中属于电解质的是⑤⑦⑧；属于混合物的是②③．
（2）用洁净的烧杯取少量蒸馏水，用酒精灯加热至沸腾，向烧杯中逐滴加入②的溶液，至液体呈透明的红褐色氢氧化铁胶体．则反应的化学方程式为FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3HCl；氢氧化铁胶体中分散质微粒的直径范围为1～100nm；判断该胶体制备是否成功的方法是用一束光线照射，能产生一条光亮的通路．
（3）将②③⑧混合配制成浓度均为1mol•L-1的混合溶液100mL，加入一定量的铁粉，充分反应后，若铁粉无剩余，且有铜生成．则反应后的溶液中一定含有Fe2+阳离子，可能含有Cu2+阳离子，该阳离子在溶液中物质的量可能的存在范围是0.25mol＜n（Fe2+）≤0.35mol．
7．实验480mL0.1mol/LNa2CO3溶液，请回答下列问题：
（1）配制480mL0.1mol/LNa2CO3溶液时，需要Na2CO3固体的质量为5.3g．
（2）配制过程中所需的仪器除药匙、天平、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要500mL容量瓶仪器．若在称量样品时，药品放在天平右盘上，砝码放在天平左盘上，1g以下用游码，天平平衡时，则实际称量的十水合碳酸钠质量B （填符号 A、偏高  B、偏低  C、不变）
（3）配制时，其正确的操作顺序是BCAFED（天字母）；
A、用30mL蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒各2-3次，洗涤液均注入容量瓶中，震荡
B、用托盘天平准确称量所需的Na2CO3的质量，放入烧杯中，再加入少量蒸馏水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其完全溶解
C、将已冷却至室温的Na2CO3溶液沿玻璃棒注入一定规格的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧，震荡，摇匀
E、改用胶头滴管滴加蒸馏水，使溶液凹液面最低点恰好与刻度线相切
F、继续往容量瓶内加入蒸馏水，直到液面距刻度线1～2cm处
（4）若出现以下情况，对所配溶液浓度将有何影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）？
①没有进行A操作偏低．
②家蒸馏水时不慎超过了刻度线偏低．
③定容时俯视刻度线偏高．
④溶液未恢复至室温就注入容量瓶偏高．
10．碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol
C（石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol；
②氯化钯（PdCl2）溶液常被应用于检测空气中微量CO．PdCl2被还原成单质，反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl；
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池．
①负极电极反应式是：C3H8 +26OH--20e-=3CO32-+17H2O；
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是ABD（填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H++2e-=H2↑
（3）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minCO2
H2OCO
165041.61.65
290020.40.43
390020.40.41
①该反应的正反应为放（填“吸”或“放”）热反应；
②实验2中，平衡常数K=$\frac{1}{6}$；
③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是使用了催化剂或增大了压强（答一种情况即可）．
17．已知：SO2（g）+Cl2（g）+SCl2（g）?2SOCl2（g）△H=-a kJ•mol-1
SO2Cl2（l）+SCl2（g）?2SOCl2（g）△H=﹢b kJ•mol-1
（1）则反应：SO2（g）+Cl2（g）+SO2?Cl2（l）△H=（-a-b）kJ•mol-1（用含a、b的代数式表示）；该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c（S{O}_{2}C{l}_{2}）}{c（S{O}_{2}）c（C{l}_{2}）}$
（2）磺酰氯（SO2Cl2）是一种有机氯化剂，也是锂电池正极活性物质．
某学习小组依据反应：SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（g），设计制备磺酰氯的装置如图，有关信息如表所示．
SO2Cl2Cl2SO2
熔点/℃-54.1-101-72.4
沸点/℃69.1-34.6-10
性质遇水发生剧烈水解//
①B仪器在本实验中的作用是冷凝SO2Cl2（或使挥发的产物SO2Cl2冷凝）；由此可见该反应为放（填“吸”或“放”）热反应，干燥管的作用是防止水蒸气进入A与SO2Cl2发生水解反应，吸收SO2和Cl2气体，防止污染空气
②若用浓盐酸与高锰酸钾为原料制取Cl2，则反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
③为了便于混合物的分离且提高反应物的转化率，A装置的反应条件最好选择B；实验结束后，将A中混合物分离开的最好方法是G．
A．常温 B．冰水浴   C．加热至69.1℃D．沸水浴
E．过滤          F．萃取          G．蒸馏 H．重结晶
④分离产物后，向获得的SO2Cl2中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．
经分析SO2Cl2与H2O反应属于非氧化还原反应，写SO2Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式SO2Cl2+4NaOH=Na2SO4+2NaCl+2H2O
⑤若反应中消耗的氯气的体积为896mL（已转化为标准状况，SO2足量），最后得到纯净的磺酰氧3.3g，则磺酰氯的产率为61.1%（保留三位有效数字）．
14．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．HClO的结构式：H-Cl-OB．氨气分子的比例模型
C．原子核内有10个中子的氧原子：18OD．H2与H+互为同位素
15．下列元素中，原子半径最大的是（　　）
A．NaB．AlC．PD．S

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