分析 足量Cl2通入和KOH溶液中,发生反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,向反应液I中加入KOH,使氯气完全反应,且将溶液转化为碱性溶液,只有碱性条件下次氯酸根离子才能和铁离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子,除去KCl得到碱性的KClO浓溶液,向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液,发生反应2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,得到反应液II,纯化得到湿产品,将湿产品洗涤、干燥得到晶体K2FeO4,
(1)Cl2通入KOH溶液中反应生氯化钾和次氯酸钾;
(2)工业是利用电解饱和食盐水制取氯气;
(3)根据生产工艺流程图,第①步氯气过量,第③步需要碱性条件,据此分析;
(4)K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒,同时被还原形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物形成沉淀;
(5)根据n=$\frac{m}{M}$计算出氢氧化钾的物质的量,溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和,利用V=$\frac{m}{ρ}$计算溶液体积,再根据c=$\frac{n}{V}$计算氢氧化钾溶液的物质的量浓度;
(6)由工艺流程及③可知,从“反应液II”中分离出K2FeO4后,会有副产品KNO3、KCl;
(7)根据反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O和2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,可得关系式2K2FeO4~3Cl2,根据关系式可计算出氯气的物质的量.
解答 解:(1)Cl2通入和KOH溶液中,发生反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)工业是利用电解饱和食盐水制取氯气.反应方程式为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;
故答案为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)第①步氯气过量,第③步需要碱性条件,向反应液I中加入KOH,使氯气完全反应生成KClO,且将溶液转化为碱性溶液;
故答案为:使氯气完全反应生成KClO,且将溶液转化为碱性溶液;
(4)K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒,同时被还原形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物形成沉淀,所以K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是①K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒;②还原产物Fe元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物形成沉淀;
故答案为:K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒;还原产物Fe元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物形成沉淀;
(5)61.6g KOH固体的物质的量n=$\frac{m}{M}$=$\frac{61.6g}{56g/mol}$=1.1mol,溶液的质量为100mL×1g/mL+61.6g=161.6g,所以溶液的体积V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{161.6g}{1.47×1{0}^{3}g/L}$=$\frac{161.6}{1470}$L,所以氢氧化钾溶液的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=1.1mol÷$\frac{161.6}{1470}$=10mol/L;
故答案为:10mol/L;
(6)由工艺流程及③可知,从“反应液II”中分离出K2FeO4后,会有副产品KNO3、KCl;
故答案为:KNO3、KCl;
(7)根据反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O和2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,可得关系式2K2FeO4~3Cl2,1.98kg K2FeO4的物质的量为10mol,根据关系式可知氯气的物质的量为15mol;
故答案为:15.
点评 本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、有关计算等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | 由溴丙烷水解制丙醇;由丙烯与氯气在加热(500℃)反应制得一氯丙烯 | |
B. | 由甲苯硝化制对硝基甲苯:由甲苯氧化制苯甲酸 | |
C. | 由氯代环己烷消去制环己烯:由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷 | |
D. | 由乙酸和乙醇制乙酸乙酯:由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ①④⑤⑧⑨⑩ | B. | ②③⑥⑦⑨ | C. | ②③⑥⑦ | D. | ④⑤⑧⑨ |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e-═2OH-+H2↑ | |
B. | 在阳极室,通电后逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极取H+浓度增大,使平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O向右移动 | |
C. | 该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑ | |
D. | 通电阳离子交换膜的离子主要是H+离子 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | n(Cl2):n(Fe)=5:4 5Cl2+4Fe$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl2+2FeCl3 | |
B. | n(Cl2):n(FeBr2)=1:1 Fe2++2Br-+Cl2=Fe3++Br2+2Cl- | |
C. | n(MnO4-):n(H2O2)=2:3 2MnO4-+3H2O2+6H+=2Mn2++4O2↑+6H2O | |
D. | n(Fe):n[HNO3(稀)]=1:3 4Fe+12H++3NO3-═3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+2×283.0kJ/mol | |
B. | 1mol甲烷燃烧生成水蒸汽和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热 | |
C. | 已知由石墨制备金刚石为吸热反应,则金刚石比石墨稳定 | |
D. | HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ/mol |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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