【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。查閱文獻(xiàn),得到以下資料: K2FeO4為紫色固體,微溶于 KOH 溶液;具有強(qiáng)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。
Ⅰ.制備 K2FeO4(夾持裝置略)。
(1)A 為氯氣的實(shí)驗(yàn)室發(fā)生裝置。A 中反應(yīng)方程式是______(錳被還原為 Mn2+)。若反應(yīng)中有 0.5molCl2產(chǎn)生,則電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為______。工業(yè)制氯氣的反應(yīng)方程式為______。
(2)裝置 B 中盛放的試劑是______,簡(jiǎn)述該裝置在制備高鐵酸鉀中的作用______。
(3)C 中得到紫色固體和溶液。C 中 Cl2發(fā)生的反應(yīng)有:3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH→2K2FeO4+6KCl+8H2O,根據(jù)該反應(yīng)方程式得出:堿性條件下,氧化性 Cl2______FeO42-(填“>”或“<”)。另外C中還可能發(fā)生其他反應(yīng),請(qǐng)用離子方程式表示______。
Ⅱ.探究 K2FeO4 的性質(zhì)
(4)甲同學(xué)取少量 K2FeO4 加入渾濁的泥漿水中,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體,攪拌,渾濁的泥漿水很快澄清。請(qǐng)簡(jiǎn)述 K2FeO4的凈水原理。______。
【答案】2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O NA 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 飽和食鹽水 除去HCl氣體,避免影響K2FeO4的制備 > Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O K2FeO4在中性溶液中快速產(chǎn)生氧氣,生成氫氧化鐵吸附泥漿,沉降下來(lái),達(dá)到凈水的目的
【解析】
由制備實(shí)驗(yàn)裝置可知,A中發(fā)生2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,B中飽和食鹽水除去氯氣中的HCl,C中發(fā)生3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,且C中可能發(fā)生Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,D中NaOH溶液可吸收尾氣,以此來(lái)解答。
(1)A中反應(yīng)方程式是2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,若反應(yīng)中有0.5molCl2產(chǎn)生,則電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為0.5mol×2×(1-0)×NA=NA,工業(yè)制氯氣的反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,
故答案為:2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O;NA;2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
(2)裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水,該裝置在制備高鐵酸鉀中的作用為除去HCl氣體,避免影響K2FeO4的制備,
故答案為:飽和食鹽水;除去HCl氣體,避免影響K2FeO4的制備;
(3)Cl元素的化合價(jià)降低,Fe元素的化合價(jià)升高,由氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知堿性條件下,氧化性Cl2>FeO42-,C中還可能發(fā)生氯氣與KOH反應(yīng),用離子方程式表示為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案為:>;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(4)取少量K2FeO4加入渾濁的泥漿水中,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體,攪拌,渾濁的泥漿水很快澄清,可知K2FeO4的凈水原理為K2FeO4在中性溶液中快速產(chǎn)生氧氣,生成氫氧化鐵吸附泥漿,沉降下來(lái),達(dá)到凈水的目的,
故答案為:K2FeO4在中性溶液中快速產(chǎn)生氧氣,生成氫氧化鐵吸附泥漿,沉降下來(lái),達(dá)到凈水的目的。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之間。某地海水中主要離子的含量如下表:
成分 | Na+ | K+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | SO42- | HCO3- |
含量/mgL-1 | 9360 | 83 | 160 | 1100 | 16000 | 1200 | 118 |
(1)海水顯弱堿性的原因是(用離子方程式表示):____________,該海水中Ca2+的物質(zhì)的量濃度為__________mol/L 。
(2)電滲析法是近年發(fā)展起來(lái)的一種較好的海水淡化技術(shù),其原理如下圖所示。其中陰(陽(yáng))離子交換膜只允許陰(陽(yáng))離子通過(guò),電極均為惰性電極。
① 開始時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________。
② 電解一段時(shí)間,____極(填“陰”或“陽(yáng)”)會(huì)產(chǎn)生水垢,其成份為_____(填化學(xué)式)。
③ 淡水的出口為a、b、c中的__________出口。
(3)海水中鋰元素儲(chǔ)量非常豐富,從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料,如LiFePO4電池某電極的工作原理如圖所示:
該電池電解質(zhì)為能傳導(dǎo) Li+的固體材料。
上面左圖中的小黑點(diǎn)表示_____(填粒子符號(hào)),充電時(shí)該電極反應(yīng)式為_______。
(4)利用海洋資源可獲得MnO2 。MnO2可用來(lái)制備高錳酸鉀:將MnO2與KOH混合后在空氣中加熱熔融,得到綠色的錳酸鉀(K2MnO4),再利用氯氣將錳酸鉀氧化成高錳酸鉀。該制備過(guò)程中消耗相同條件下氯氣和空氣的體積比為_________(空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按20%計(jì))。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】通過(guò)傳感器可以監(jiān)測(cè)空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. a為電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng)
B. b極的電極反應(yīng)為HCHO+H2O-4e-==CO2+4H+
C. 傳感器工作過(guò)程中,電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度減小
D. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2×10-4 mol電子時(shí),傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的HCHO為3.0 mg
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是( 。
A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B.S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
C.Al(s)AlCl3(aq)Al(OH)3(s)
D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是( 。
A.在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鐵元素被還原
B.鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕
D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一固定容積的密閉容器中,可逆反應(yīng): H2(g) + I2(g) 2HI (g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是
A. H2、I2、HI的分子數(shù)之比為1∶1∶2
B. 混合氣體的密度保持不變
C. 單位時(shí)間生成n mol H2,同時(shí)消耗2n mol HI
D. 混合氣體的顏色不再發(fā)生變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可用于制作火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料的噴嘴。氮化硅可由石英、焦炭在高溫氮?dú)饬髦兄迫。完成下列填空:______SiO2+______C+______N2______Si3N4+______CO。
(1)試配平該化學(xué)反應(yīng)方程式,將系數(shù)填寫在對(duì)應(yīng)位置上。在方程式上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。____________
(2)反應(yīng)中______被還原,當(dāng)氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多 1mol 時(shí),反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)為______。
(3)在該反應(yīng)體系中:所涉及物質(zhì)屬于非極性分子的電子式為______;所涉及元素中原子半徑最大的原子的最外層電子排布式為______。
(4)反應(yīng)的主要產(chǎn)物氮化硅所屬的晶體類型為______,證明氮化硅組成元素非金屬性強(qiáng)弱:
(Ⅰ)寫出一個(gè)化學(xué)事實(shí)______;
(Ⅱ)從原子結(jié)構(gòu)上進(jìn)行說(shuō)明:______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在恒溫恒容容器中發(fā)生N2O4(g)2NO2(g),若反應(yīng)物的濃度由0.1molL﹣1降到0.06molL﹣1需20s,那么由0.06molL﹣1降到0.036molL﹣1,所需反應(yīng)時(shí)間為( 。
A. 10 sB. 12 sC. 大于12 sD. 小于12 s
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某小組為探究溶液和不同類型鹽溶液反應(yīng)的多樣性,設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn):
已知:AgSCN為白色難溶物。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A.①中的白色沉淀是
B.向①的試管中滴加KI溶液,有黃色沉淀生成證明存在
C.②中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
D.對(duì)于③中紅色褪去的原因可能與平衡移動(dòng)原理有關(guān)
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