Question

4．亞鐵氰化鉀（K₄Fe（CN）₆，黃血鹽）在實驗室、電鍍、食品添加劑及醫(yī)學上可用于冶療鉈（Tl）中毒、燒制青花瓷時可用于繪畫等有廣泛用途．一種用含NaCN廢水合成黃血鹽的主要工藝流程如下：

（1）實驗室用NaCN固體配制NaCN溶液時，應先將其溶于NaOH溶液，再用蒸餾水稀釋．
（2）實驗室K₄Fe（CN）₆可用于檢驗Fe³⁺，生成的難溶鹽KFe[Fe（CN）₆]，生成的鹽又可用于治療Tl₂SO₄中毒，試寫出上述反應的離子方程式為K⁺+[Fe（CN）₆]^4-+Fe³⁺=KFe[Fe（CN）₆]↓；KFe[Fe（CN）₆]（s）+Tl⁺（aq）=TlFe[Fe（CN）₆]（s）+K⁺（aq）．
（3）流程圖中加入碳酸鈉溶液主要目的是除去其中的Ca²⁺．
（4）相同溫度下溶解度：Na₄[Fe（CN）₆]＞K₄[Fe（CN）₆]（選填：“＞”、“=”、“＜”）．
（5）長期火炒添加有亞鐵氰化鉀的食鹽，這時會發(fā)生分解反應，試配平下列方程式：
3K₄Fe（CN）₆=□KCN+□Fe₃C+□C+□（CN）₂↑+□N₂↑
（6）電鍍銀時，電鍍液不能直接用硝酸銀溶液，可將其轉變?yōu)镵₄[Ag₂（CN）₆]，寫出2AgCl與黃血鹽制取電鍍液的離子方程式2AgCl+[Fe（CN）₆]^4-=Fe²⁺+[Ag₂（CN）₆]^4-+2Cl^-．
（7）黃血鹽與高錳酸鉀溶液反應，其方程式為：K₄Fe（CN）₆+KMnO₄+H₂SO₄═KHSO₄+Fe₂（SO₄）₃+MnSO₄+HNO₃+CO₂↑+H₂O（未配平）有1mol K₄Fe（CN）₆被高錳酸鉀氧化，消耗高錳酸鉀的物質的量為12.2mol．

Answer 1

分析 本實驗目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，以此解答該題．
（1）NaCN為強堿弱酸鹽，溶液中CN^-離子水解溶液呈堿性，在配制溶液時抑制水解，據此答題；
（2）NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl；
（3）反應器中加入氯化鈣，需要加入碳酸鈉除去；
（4）經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較�。�
（5）依據原子守恒和電子守恒配平書寫化學方程式；
（6）AgCl與黃血鹽制取電鍍液可將其轉變?yōu)镵₄[Ag₂ （CN）₆]，結合電話守恒，原子守恒配書寫；
（7）根據氧化還原反應原理，利用電子得失守恒計算高錳酸鉀的物質的量．

解答 解：實驗目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，
（1）NaCN為強堿弱酸鹽，溶液中CN^-離子水解溶液呈堿性，NaCN水解呈堿性的離子方程式為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，為抑制水解，在配制溶液時可將其溶解在氫氧化鈉溶液中，在加水稀釋，
故答案為：NaOH；
（2）NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，所以檢驗Fe³⁺的離子方程式為：K⁺+[Fe（CN）₆]^4-+Fe³⁺=KFe[Fe（CN）₆]↓，治療Tl₂SO₄中毒的方程式為KFe[Fe（CN）₆]（s）+Tl⁺（aq）=TlFe[Fe（CN）₆]（s）+K⁺（aq），
故答案為：K⁺+[Fe（CN）₆]^4-+Fe³⁺=KFe[Fe（CN）₆]↓；KFe[Fe（CN）₆]（s）+Tl⁺（aq）=TlFe[Fe（CN）₆]（s）+K⁺（aq）；
（3）反應器中加入氯化鈣，加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，
故答案為：除去其中的Ca²⁺；
（4）經過濾后在濾液中加入KCl可轉化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，
故答案為：＞；
（5）依據K₄Fe（CN）₆的系數為3，結合原子守恒，Fe₃C前系數為3，KCN前系數為12，電子守恒得到N₂前系數為1，依據氮原子守恒，（CN）₂前系數為2，碳原子守恒，C前系數為1，配平得到的化學方程式為：3K₄Fe（CN）₆=Fe₃C+12KCN+N₂↑+C+2（CN）₂↑，
故答案為：12，1，1，2，1；
（6）電鍍液不能直接用硝酸銀溶液，可將其轉變?yōu)镵₄[Ag₂ （CN）₆]，AgCl與黃血鹽制取電鍍液可將其轉變?yōu)镵₄[Ag₂ （CN）₆]，反應的離子方程式為：2AgCl+[Fe（CN）₆]^4-=Fe²⁺+[Ag₂ （CN）₆]^4-+2Cl^-，
故答案為：2AgCl+[Fe（CN）₆]^4-=Fe²⁺+[Ag₂ （CN）₆]^4-+2Cl^-；
（7）1mol K₄Fe（CN）₆被高錳酸鉀氧化時，Fe化合價由+2價升高到+3價，N元素化合價由-3價升高到+5價，C元素化合價由+2價升高到+4價，則Fe、N和C的化合價升高了1+6×（8+2）=61價，共失去61mol電子，而高錳酸鉀中的錳元素從+7降為+2價，會得到5mol電子，根據電子守恒，1mol K₄Fe（CN）₆被高錳酸鉀氧化，則消耗高錳酸鉀的物質的量為12.2mool，
故答案為：12.2．

點評 本題考查物質的制備實驗方案的設計，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，為高考常見題型，注意根據流程圖把握實驗的原理和操作方法，難度中等，注意根據氧化還原反應的化合價的升降總數相等計算．