【題目】實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。

資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。

(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是________________(錳被還原為Mn2+)。

②C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有(請配平)

_____Cl2+ Fe(OH)3+ KOH K2FeO4+ KCl+ H2O

(2)探究K2FeO4的性質(zhì)

①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計以下方案:

方案Ⅰ

取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色。

方案Ⅱ

用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。

i.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有 Fe3+ 離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl氧化,還可能由________________產(chǎn)生(用方程式表示)。

ii.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl

②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出:氧化性Cl2________FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻�,Cl2和FeO42-的氧化性強弱關(guān)系相反,原因是________________。

【答案】2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O 3,2,10,2,6,8 4 FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O > 溶液酸堿性不同

【解析】

裝置A中KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2;由于Cl2中混有HCl(g)和H2O(g),HCl(g)會消耗Fe(OH)3和KOH,裝置B中應(yīng)盛放飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl(g);C裝置中Cl2與KOH、Fe(OH)3反應(yīng)制備K2FeO4,在此裝置中Cl2還可以直接與KOH反應(yīng)生成KCl、KClO和H2O;D裝置中NaOH溶液用于吸收多余Cl2,防止污染大氣。

(1)①根據(jù)題意,KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,反應(yīng)中Mn元素的化合價由+7價降至+2價,Cl元素的化合價由-1價升至0價,根據(jù)電子守恒和原子守恒配平,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故答案為:2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;

②C中Cl2與KOH、Fe(OH)3反應(yīng)制備K2FeO4,反應(yīng)中Cl2做氧化劑被還原為KCl,F(xiàn)e(OH)3做還原劑被氧化K2FeO4,根據(jù)電子守恒和原子守恒配平,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+2Fe(OH)3+ 10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,故答案為:3,2,10,2,6,8;

(2)①根據(jù)上述制備反應(yīng),C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,還可能含有KClO等。

i.溶液a中滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色,說明溶液a中含有Fe3+,F(xiàn)e3+的產(chǎn)生不能判斷FeO42-與Cl-一定發(fā)生了反應(yīng),根據(jù)資料“K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2”,自身被還原成Fe3+,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,可能的反應(yīng)為4FeO42-+20H+=

3O2↑+4Fe3++10H2O,故答案為:4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O;

②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在該反應(yīng)中Cl元素的化合價由0價降至-1價,Cl2是氧化劑,F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價,F(xiàn)e(OH)3是還原劑,K2FeO4為氧化產(chǎn)物,根據(jù)同一反應(yīng)中氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,得出氧化性Cl2>FeO42-;根據(jù)方案II,方案II的反應(yīng)為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,由方案II得出氧化性FeO42->Cl2,實驗表明,Cl2和FeO42-氧化性強弱關(guān)系相反;對比兩個反應(yīng)的條件,制備K2FeO4在堿性條件下,方案II在酸性條件下;說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強弱,故答案為:>;溶液酸堿性不同。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)系的表述中,正確的是

A. 0.1 mol·L-1NaHSO4溶液中:c(Na)+c(H)=c(SO)+c(OH)

B. 中和pH和體積都相同的硝酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1

C. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)

D. pH=3的鹽酸和pH=3的AlCl3溶液中,水電離出的c(H)后者大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量氣體逸出,同時放熱,一段時間后,藍色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O),繼續(xù)加入H2O2溶液,紅色渾濁又變?yōu)樗{色溶液,這個反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過程的說法不正確的是

A. Cu2+H2O2分解反應(yīng)的催化劑 B. H2O2只表現(xiàn)了氧化性

C. H2O2的電子式為: D. 發(fā)生了反應(yīng)Cu2O + H2O2+4H+=2Cu2++3H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】反應(yīng):2A(g)+3B(g)C(g)+4D(g),速率最快的是( )

A. v(C)=0.1mol·L-1·s-1 B. v(B)=4.0 mol·L-1·min-1

C. v(A)=2.0mol·L-1·min-1 D. v(D)=0.3mol·L-1·s-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在第n電子層中,當(dāng)它作為原子的最外層時,其最多容納的電子數(shù)與第(n-1)層相同;當(dāng)它作為原子的次外層時,其最多容納的電子數(shù)比(n-1)層多10個,則對此電子層的判斷正確的是( )

A.必為KB.必為LC.必為MD.可為任意層

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】圖為一常見的坐標曲線圖。該圖能夠表示的生物學(xué)含義是

A. 人紅細胞中K+吸收量隨O2濃度變化的情況

B. 細胞代謝中反應(yīng)速率隨底物濃度變化的情況

C. 某植物光合作用速率隨光照強度變化的情況

D. 萌發(fā)的種子中自由水含量隨時間變化的情況

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)或結(jié)構(gòu)在元素組成上最相似的一組是

A. ATP、DNA、磷脂

B. 甲狀腺激素、生長激素、性激素

C. 核糖、核糖體、核糖核酸

D. 淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的DNA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于氯氣的說法不正確的是( �。�

A. 氯氣和液氯是兩種不同的物質(zhì)

B. 可以用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣

C. 氯氣是一種有毒氣體,但可用于自來水的殺菌消毒

D. 盡管氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑,但是純凈的液氯能用鋼瓶貯存

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實驗設(shè)計方案或判斷中正確的是

A.加入足量銅粉后,攪拌、可過濾可除去CuNO32溶液中混有的AgNO3

B.通過裝有NaOH溶液的確洗氣瓶來除去CO2中混有的HCl氣體

C.某無色未知溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,可推斷溶液中的一定含有SO42-

D.未知溶液中加入鹽酸產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體,則溶液中一定大量含CO32-

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