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高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,具有极强的氧化性。

(1)已知:4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有                                                                      

   同浓度的高铁酸钾在pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中最稳定的是pH=        的溶液。

(2)高铁酸钾有以下几种常见制备方法:

干法

Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

湿法 

强碱性介质中,Fe(NO33与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液

电解法

制备中间产物Na2FeO4,再与KOH溶液反应

   ①干法制备K2FeO4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____       

   ②湿法制备中,若Fe(NO33加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:                                         

   ③制备中间产物Na2FeO4,可采用的装置如图所示,则阳极的电极反应

式为               

(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电,其总反应为:  

    3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

    放电时负极材料为       ,正极反应为:                

(4) 25℃时,CaFeO4的Ksp=4.54×l0-9,若要使1000 L,含有2.0×l0-4 mol·L-l K2FeO4的废水中有CaFeO4沉淀产生,理论上至少加入Ca(OH)2的物质的量为     mol。


【知识点】氧化还原反应规律、电化学、难溶物的沉淀溶解平衡 B3  F3  H5

【答案解析】(1)K2FeO4具有强氧化性,能够消毒杀菌;同时FeO42 被还原成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质。11.50

(2)

①3:1(2分)

② 2FeO42+Fe3++8OH=3FeO43+4H2O(2分)

③Fe+8OH-6e=FeO42─+4H2O(2分)

(3)Zn(1分)   FeO42+4H2O+3e== Fe(OH)3+5OH(2分)

(4)2.27×10-2(2分)

  解析:(1)所给方程式体现了K2FeO4具有强氧化性,能够消毒杀菌,同时FeO42 被还原成Fe3+;结合胶体的性质想到第二点:Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质。      根据反应方程式可知酸会促进K2FeO4水解,而碱会抑制K2FeO4水解,所以在碱性强的溶液中能稳定存在。

(2)

①反应Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O中,Fe元素化合价升高,化合价由+3价升高到+6价被氧化,N元素化合价由+5价降低到+2价,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1,

② 根据提示:2FeO42+Fe3++8OH=3FeO43+4H2O

③制备中间产物Na2FeO4利用电解法,结合阳极发生氧化反应得:Fe+8OH-6e=FeO42─+4H2O

(3)放电时为原电池,锌的化合价升高锌做负极;正极发生的电子的反应: FeO42+4H2O+3e== Fe(OH)3+5OH

(4)至少加入Ca(OH)2的物质的量为:=2.27×10-2(mol)

【思路点拨】本题考查了氧化还原反应规律、电化学、难溶物的沉淀溶解平衡,注意根据题目提示进行分析解答。


练习册系列答案
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类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关离子方程式的类推正确的是

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请按官能团的不同对下列有机物进行分类:

(1)CH3CH===CH2________________;

(2)CH≡CCH2CH3________________;

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下列化合物的1H—NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是(  )

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测定有机化合物中碳和氢组成常用燃烧分析法,下图是德国化学家李比希测定烃类有机物组成的装置,氧化铜作催化剂,在750 ℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O,用含有固体氢氧化钠和高氯酸镁[Mg(ClO4)2]的吸收管分别吸收CO2和H2O。

试回答下列问题:

(1)甲装置中盛放的是__________,甲、乙中的吸收剂能否颠倒?说明理由:

________________________________________________________________________。

(2)实验开始时,要先通入氧气一会儿,然后再加热。为什么?

(3)若测得甲装置增重a g,乙装置增重b g,试求出烃中碳、氢原子个数比为________________。

(4)若已知试样是纯净物,某次测定时,测出碳、氢原子个数比为N(C)∶N(H)=11∶23,能否确定其为何种烃?________(填“能”或“不能”);若能,写出其分子式________(若不能,此空不必回答)。

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(Ⅰ)如图所示:

(1)若开始时开关K与a连接,则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。

请写出正极反应式                       。

(2)若开始时开关K与b连接时,两极均有气体产生,

则N端是电源的     极(填正或负)则总反应的离子方程式为          

 


(Ⅱ)用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。

(1)X极与电源的_____(填“正”或“负”)极相连,氢气从_____(填“A、B、C或D”)口导出。

(2)已知离子交换膜只允许一类离子通过,则M为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。

(3)若制得标准状况下5.6 L氧气,则生成氢氧化钾的质量是____________。

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科目:高中化学 来源: 题型:


下列有关实验原理或操作正确的是

A.用图1装置验证在该条件下铁钉发生吸氧腐蚀

B.用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气  

C.用20mL量筒量取15mL酒精,加水5mL,配制质量分数为75%酒精溶液   

D.用图2装置检验实验室制得的乙烯中混有SO2和CO2

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  铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:

   (1)工业上采用电解氧化铝—冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:2Al2O34Al+3O2

加人冰晶石的作用是_____________________。

(2)上述工艺所得铝材中往往含有少最Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为_____________,下列可作阴极材料的是____________(填字母序号)。

    A.铝材   B.石墨   C.铅板     D.纯铝

(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为__________。

 (4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是______________________________。

(5)下列说法正确的是(填字母序号)。

  A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术

  B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能

  C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降

  D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色

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足量下列物质与等质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是

 A.氢氧化钠溶液     B.稀硫酸     C.盐酸      D.稀硝酸

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