濕法 | 強(qiáng)堿介質(zhì)中,F(xiàn)e(NO3)3與NaClO反應(yīng)得到紫紅色高鐵酸鹽溶液 |
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鉀(K2FeO4)和KNO2等產(chǎn)物 |
分析 反應(yīng)Ⅰ為:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,由濕法制備信息,可知反應(yīng)Ⅱ:3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液Fe3+、FeO42-轉(zhuǎn)化為沉淀,加入KOH溶液溶解,過濾除去氫氧化鐵,再加入飽和KOH溶液可以增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出.
(1)①反應(yīng)I是氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉與水;
②由濕法制備信息,可知堿性條件下,ClO-與Fe3+反應(yīng)得到FeO42-,ClO-被還原為Cl-,配平書寫離子方程式;
③根據(jù)氫氧化鐵的溶度積計算c(OH-),再根據(jù)水的離子積計算c(H+),進(jìn)而計算溶液pH值;
(2)①氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物氧化性;
②濕法制備高鐵酸鉀時,需先制得高鐵酸鈉,然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液,即可析出高鐵酸鉀,說明高鐵酸鉀溶解度。
(3)高鐵酸鉀具有很強(qiáng)的氧化性,能殺菌消毒,還原生成的鐵離子在水中生成的Fe(OH)3膠體具有吸附性;
(4)所含元素化合價降低的反應(yīng)物為氧化劑,所含元素化合價升高的反應(yīng)物為還原劑,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算二者物質(zhì)的量之比.
解答 解:反應(yīng)Ⅰ為:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,由濕法制備信息,可知反應(yīng)Ⅱ:3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液Fe3+、FeO42-轉(zhuǎn)化為沉淀,加入KOH溶液溶解,過濾除去氫氧化鐵,再加入飽和KOH溶液可以增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出.
(1)①反應(yīng)I是氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉與水,反應(yīng)方程式為2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,故答案為:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O;
②由濕法制備信息,可知堿性條件下,ClO-與Fe3+反應(yīng)得到FeO42-,ClO-被還原為Cl-,離子方程式為3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,
故答案為:3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
③25℃時Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38,反應(yīng)Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,Ksp=c(Fe3+)×c3(OH-),c3(OH-)=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{4.0×1{0}^{-5}}$=10-33,則c(OH-)=10-11mol/L,c(H+)=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol/L=10-3mol/L,則鐵離子沉淀的溶液pH=-lg10-3=3,
故答案為:3;
(2)①高鐵酸鈉和水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2生成,高鐵酸鈉為氧化劑、O2 為氧化產(chǎn)物,則高鐵酸鈉的氧化性比O2 強(qiáng),故答案為:強(qiáng);
②濕法制備高鐵酸鉀時,需先制得高鐵酸鈉,然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液,即可析出高鐵酸鉀,利用溶解度不同,說明高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的小,
故答案為:小;
(3)高鐵酸鉀具有很強(qiáng)的氧化性,能殺菌消毒,在水中被還原生成Fe(OH)3膠體,有吸附性,可以吸附水中的吸附物質(zhì),
故答案為:高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒,在水中被還原生成Fe(OH)3膠體、有吸附性起凈水作用;
(4)干法制備K2FeO4的反應(yīng)的方程式為:Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O,
反應(yīng)N元素化合價由+5價降低為+3價,KNO3是氧化劑,鐵的化合價由+3價升高為+6價,F(xiàn)e2O3是還原劑,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒:n(KNO3)×(5-3)=2×n(Fe2O3)×(6-3),故n(KNO3):n(Fe2O3)=3:1,
故答案為:3﹕1.
點評 本題考查實驗制備方案,涉及方程式書寫、溶度積有關(guān)計算、平衡移動原理、水的凈化、氧化還原反應(yīng)計算等,明確工藝流程原理是解題關(guān)鍵,注意對題目給予的信息的運用,較好的考查學(xué)生綜合能力,難度中等.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 正硼酸晶體屬于原子晶體 | |
B. | H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān) | |
C. | 分子中硼原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) | |
D. | 1 mol H3BO3晶體中有3 mol氫鍵 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Ca(OH)2 |
開始沉淀pH | 1.5 | 3.3 | 12.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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