高鐵酸鉀是一種新型高效多功能水處理劑。工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn),反應(yīng)原理為:
①在堿性條件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4與KOH反應(yīng)生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生產(chǎn)流程如下:

(1)加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)需用pH試紙粗略測試pH以控制加入鹽酸的量。實(shí)驗(yàn)室用pH試紙測定溶液pH的操作是                                                                    。
(2)流程圖中“轉(zhuǎn)化”(反應(yīng)③)是在某低溫下進(jìn)行的,說明此溫度下Ksp(K2FeO4     Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。
圖1為不同的溫度下,F(xiàn)e(NO3)3不同質(zhì)量濃度對K2FeO4生成率的影響;
圖2為一定溫度下,F(xiàn)e(NO3)3質(zhì)量濃度最佳時(shí),NaClO濃度對K2FeO4生成率的影響。

工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為    ℃,此時(shí)Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為    。
(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提純”K2FeO4中采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法,則洗滌劑最好選用       溶液(填序號)。
A.H2OB.CH3COONa、異丙醇C.NH4Cl、異丙醇D.Fe(NO3)3、異丙醇
(5)K2FeO4處理水時(shí),不僅能消毒殺菌,還能除去水體中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3膠體還能吸附水中的懸浮雜質(zhì)。根據(jù)污染物的實(shí)際情況向水中加入適量的K2FeO4將污染物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì),試寫出K2FeO4處理含有NH3污水時(shí)與NH3反應(yīng)的離子方程式                                  
(12分,每空2分)(1)取一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液,點(diǎn)在pH試 紙上,半分鐘后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照  (2)< (3)①26  6:5 (4)B
(5)2FeO42-+2NH3+2H2O=2Fe(OH)3(膠體)+N2↑+ 4OH-
或(2FeO42-+2NH3·H2O=2Fe(OH)3(膠體)+N2↑+ 4OH-)(把膠體寫成↓也可。)

試題分析:(1)實(shí)驗(yàn)室用pH試紙測定溶液的pH值的正確操作是取一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液,點(diǎn)在pH試紙上,半分鐘后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照即可。
(2)由流程圖可知,“轉(zhuǎn)化”(反應(yīng)③)是Na2FeO4→K2FeO4,該轉(zhuǎn)化是在某低溫下進(jìn)行的,根據(jù)沉淀更容易向生成更難溶的方向進(jìn)行可知,此溫度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,所以Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4)。
(3)由圖1可知,在Fe(NO3)3濃度一定時(shí),溫度在26℃時(shí),K2FeO4的生成率最高,故工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃。由圖1可知,F(xiàn)e(NO3)3濃度在330g/L時(shí),K2FeO4的生成率最高。由圖2可知,NaClO在2575g/L時(shí),K2FeO4的生成率最高,所以Fe(NO33與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為330g/L:275g/L=6:5。
(4)K2FeO4 在水溶液中易水解呈堿性,應(yīng)選擇堿性非水溶液抑制K2FeO4水解,進(jìn)行洗滌。A、H2O不能抑制水解,且容易損失,故A錯誤;B、CH3COONa溶于水水解顯堿性、異丙醇,能抑制水解,減少洗滌損失,故B正確;C、NH4Cl溶于水水解顯酸性,不能抑制水解,促進(jìn)水解,故C錯誤;D、Fe(NO3)3溶于水水解顯酸性,不能抑制水解,促進(jìn)水解,故D錯誤,答案選B。
(5)向含有NH3污水中加入適量的K2FeO4將污染物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì),則該無毒的物質(zhì)是氮?dú)猓哞F酸鉀的還原產(chǎn)物是氫氧化鐵,其中氮元素的化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià),失去3個電子。鐵元素的化合價(jià)從+6價(jià)降低到+3價(jià),得到3個電子,因此氧化劑高鐵酸鉀與還原劑氨氣的物質(zhì)的量之比是1:1,根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為2FeO42-+2NH3+2H2O=2Fe(OH)3(膠體)+N2↑+ 4OH-或(2FeO42-+2NH3·H2O=2Fe(OH)3(膠體)+N2↑+ 4OH-)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作、原理和現(xiàn)象,不正確的是(  )
A.紙上層析法通常以濾紙作為惰性支持物。濾紙纖維上的羥基具有親水性,它所吸附的水作固定相
B.重結(jié)晶時(shí),溶質(zhì)的溶解度越大、溶液冷卻速度越慢,得到的晶體顆粒越大
C.往海帶灰的浸泡液中加入過量的氯水,以保證I完全氧化為I2
D.將3~4個火柴頭浸于水中,片刻后取少量溶液于試管中,加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,說明含有氯元素

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì),以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的流程圖:

已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑;
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑;③ Cr2O72+ H2O2CrO42+ 2H+
(1)固體X中主要含有_________(填寫化學(xué)式);要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,應(yīng)該使用__________(填寫儀器或試劑名稱)。
(2)酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH<5,其目的是_________________________________。
物質(zhì)
溶解度/(g/100g水)
0°C
40°C
80°C
KCl
28
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38
K2Cr2O7
4.7
26.3
73
Na2Cr2O7
163
215
376
 
(3)操作Ⅲ有多步組成,獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是:加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、              、
過濾、_______、干燥。
(4)右表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù),操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的理由是_______________。
(5)酸性溶液中過氧化氫能使Cr2O72-生成藍(lán)色的過氧化鉻(CrO5分子結(jié)構(gòu)為), 該反應(yīng)可用來檢驗(yàn)Cr2O72-的存在。寫出反應(yīng)的離子方程式:                                                。
該反應(yīng)                   (填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。
(6)稱取重鉻酸鉀試樣2.500g配成250mL溶液,取出25mL與碘量瓶中,加入10mL2mol/ L  H2SO4和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示劑,用0.1200mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2+2S2O32—=2I-+S4O62—)。
①判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是                                           ;
②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL,則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為         。(保留3位有效數(shù)字, K2Cr2O7的摩爾質(zhì)量為294g/mol)。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

下列各組物質(zhì)的分離或提純,應(yīng)選用下述方法的哪一種?(填選項(xiàng)字母)
A.分液B.過濾C.萃取D.蒸餾  E.蒸發(fā)結(jié)晶  F.高溫分解
①分離CCl4和H2O:            ;
②除去澄清石灰水中懸浮的CaCO3            ;
③除去CaO固體中少量的CaCO3固體:            ;
④從碘水中提取碘:            ; 
⑤分離CCl4(沸點(diǎn)為76.75℃)和甲苯(沸點(diǎn)為110.6℃)的液體混合物:            。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

硼鎂泥是一種工業(yè)廢料,主要成份是MgO(占40%),還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)。以硼鎂泥為原料制取的硫酸鎂,可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:

根據(jù)題意回答下列問題:
(1)在酸解過程中,想加快酸解速率,請?zhí)岢鰞煞N可行的措施__________、______________。
(2)濾渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,還有              
(3)加入的NaClO可與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀,該反應(yīng)的離子方程式是                     。在調(diào)節(jié)pH、發(fā)生水解之前,還有一種離子也會被NaClO氧化,該反應(yīng)的離子方程式為               。
(4)如何檢驗(yàn)濾液中Fe3+是否被除盡,簡述檢驗(yàn)操作                                                                                。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
溫度(℃)
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193
 
“除鈣”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據(jù)上表數(shù)據(jù),簡要說明除鈣的操作步驟                  、                   
(6)現(xiàn)有l(wèi).60 t硼鎂泥,生產(chǎn)MgSO4·7H2O,若生產(chǎn)過程的產(chǎn)率為50%,則能生產(chǎn)出MgSO4·7H2O產(chǎn)品      t (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(H:1  O:16  Mg:24  S:32)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

用合適的漏篩可以除去大米中的細(xì)沙,其原理與下列哪種分離物質(zhì)的方法相同?  (    )
A.洗滌B.萃取C.過濾D.蒸餾

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子形式存在。實(shí)驗(yàn)室從海藻中提取碘的流程如下:

(1)指出提取碘的過程中有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的名稱:
①為                ,③為               ;過程②中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是                                            。
(2)提取碘的過程中可供選擇的有機(jī)溶劑是(       ) 
A.甲苯、酒精B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸D.汽油、甘油
(3)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液,實(shí)驗(yàn)室里有燒杯、玻璃棒、 集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng),以及必要的夾持裝置、物品,尚缺少的玻璃儀器是                      。
(4)從含碘的有機(jī)溶劑中提取碘和回收有機(jī)溶劑,還需要經(jīng)過蒸餾。指出下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中的錯誤之處: ①                        ,②                           

(5)進(jìn)行上述蒸餾操作時(shí),使用水浴加熱的原因是            ,最后晶態(tài)碘在            里聚集。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

實(shí)驗(yàn)室可以用乙醇和濃硫酸在170 ℃制乙烯,化學(xué)反應(yīng)原理:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,其副產(chǎn)物有二氧化硫和二氧化碳等。某同學(xué)根據(jù)上述信息和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)選擇下列實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究(每種裝置都有若干個):

(1)驗(yàn)證乙醇與濃硫酸混合反應(yīng)副產(chǎn)物有二氧化硫和二氧化碳:
①選擇必要裝置連接順序:a→       →f→g→e→d→b(填接口序號);
②確認(rèn)混合氣體中有二氧化碳存在的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是                                     
(2)若制備1,2-二溴乙烷的裝置為A→E→C→D,
①D中的反應(yīng)現(xiàn)象為                        
②分離1,2-二溴乙烷的操作中使用的玻璃儀器有_____________________________
③有同學(xué)建議在A、E之間增加G裝置,其作用是                
(3)閱讀資料知,“酸性高錳酸鉀溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。請你設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證資料真實(shí)性:
①裝置的連接順序:A→____________________(填裝置序號)。
②能證明上述資料符合事實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________。
(4)為了探究乙烯與溴水的反應(yīng)是取代反應(yīng)還是加成反應(yīng),該同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①測定D瓶中溴水的pH; ②將純凈的乙烯通入D至溶液完全退色;③________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

實(shí)驗(yàn)室用乙醇和濃硫酸共熱制取乙烯,常因溫度過高而生成少量的二氧化硫,有人設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)上述混和氣體中有乙烯和二氧化硫。

(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ裝置可盛放的試劑是:I     ;II     ;III      ;IV   (將下列有關(guān)試劑的序號填入空格內(nèi));
A.品紅溶液B.氫氧化鈉溶液C.濃硫酸D.酸性高錳酸鉀溶液
(2)能說明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是 ______________________________________;
(3)使用裝置Ⅱ的目的是 _________________________________________________ ;
(4)使用裝置Ⅲ的目的是___________________________________________________;
(5)確證含有乙烯的現(xiàn)象是_________________________________________________。

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