【题目】 (15分)研究证明,高铁酸钾不仅能在饮用水源和废水处理过程中去除污染物,而且不产生任何诱变致癌的产物,具有高度的安全性。湿法制备高铁酸钾是目前最成熟的方法,实验步骤如下:
A.直接用天平称取60.5gFe(NO3)3·9H2O、30.0gNaOH、17.1gKOH。
B.在冰冷却的环境中向NaClO溶液中加入固体NaOH并搅拌,又想其中缓慢少量分批加入Fe(NO3)3·9H2O,并不断搅拌。C.水浴温度控制在20℃,用电磁加热搅拌器搅拌1.5h左右,溶液成紫红色时,即表明有Na2FeO4生成。
D.在继续充分搅拌的情况下,向上述的反应液中加入固体NaOH至饱和。
e.将固体KOH加入到上述溶液中至饱和。保持温度在20℃,并不停的搅拌15min,可见到烧杯壁有黑色沉淀物生成,即K2FeO4.
(1)①步骤b中不断搅拌的目的是_______。②步骤c中发生反应的离子方程式为______。③由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠_______(填“大”或“小”)。
(2) 高铁酸钾是一种理想的水处理剂,与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。① 该反应的离子方程式为______。②高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_______。③ 在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用_______。
A.H2O B.稀KOH溶液、异丙醇 C.NH4Cl溶液、异丙醇 D.Fe(NO3)3溶液、异丙醇
(3) 高铁酸钠还可以用电解法制得,其原理可表示为Fe+2NaOH+2H2O3H2↑+Na2FeO4,则阳极材料是____,电解液为______。
(4)25℃时,Ksp(CaFeO4)=4.536×10-9,若要使100mL1.0×10-3mol/L的K2FeO4溶液中的c(FeO42-)完全沉淀,理论上要加入Ca(OH)2的物质的量为_____mol。
(5)干法制备高铁酸钾的方法是Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成黑色高铁酸钾和KNO2等产物。则该方法中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
【答案】(1)①使固体充分溶解(或其他合理说法,1分);②2Fe3++3Cl-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-(2分) ;③小(1分);(2) ① 4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑(2分); ②消毒、净水(1分) ;③ B(2分) (3)铁 (1分);NaOH溶液(1分) ;(4)4.536×10-5 (1分); (5)3:1 (2分)。
【解析】
试题分析:(1) Na2FeO4与饱和KOH溶液反应产生K2FeO4和NaOH,说明高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠小;(2) ①高铁酸钾溶于水能释放大量的氧原子,即生成氧气单质,同时它本身被还原产生氢氧化铁胶体,离子反应方程式是:4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,②根据方程式可知高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是既作氧化剂杀菌消毒,同时还原产物又其净化水的作用;③结合化学平衡移动原理可知,在碱性条件下可以抑制该反应的发生,K2FeO4 易溶于水,所以不能用水洗,因此选项B正确;(3)根据电解反应方程式可知NaOH溶液为电解质溶液,阳极材料是Fe,阴极材料是活动性比Fe弱的电极;(4)要写成CaFeO4沉淀,应该使c(Ca2+)·c(FeO42-)>Ksp(CaFeO4),c(Ca2+)>4.536×10-9÷1.0×10-5=4.536×10-4mol/L,由于溶液的体积是100mL,所以需要Ca(OH)2的物质的量是n[Ca(OH)2]= 4.536×10-4mol/L×0.1L=4.536×10-5mol;(5) 干法制备高铁酸钾的反应中KNO3是氧化剂,被还原产生KNO2,Fe2O3是还原剂,被氧化产生的物质是K2FeO4,根据电子守恒可得氧化剂与还原剂的物质的量的比是3:1。
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【题目】【化学选修3:物质结构与性质】(15分)
A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大,A的一种原子不含有中子,B原子p轨道有三个未成对电子,C是非金属元素且s轨道上的电子总数等于p轨道上的电子总数,D的原子序数为29。回答下列问题:
(1)D的基态电子排布式为___________________________。
(2)A、B、C元素的第一电离能由大到小的顺序为________________(填元素符号)。
(3)A和B能形成两种常见的化合物BA3和B2A4,试比较两者的沸点的高低:________________(用化学式表示),说明原因:_________________________________。
(4)A和C形成的一种化合物为常见的液态物质,但该物质由液体形成固体后密度却减小。试解释原因:___________________________________。
(5)A、B、C、D四种元素可以形成一种原子个数比为12:6:6:1的配合物,请写出该化合物的化学式:____,其中B原子的杂化类型为________________。
(6)D晶体的堆积类型为_________,其空间利用率为______________(请计算出准确值,可用根式表示)。
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【题目】为了测定含有H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样中各物质的质量分数,进行如下实验:
①称取6.0 g试样,加水溶解,配成250 mL试样溶液。
②用酸式滴定管量取25.00 mL试样溶液放入锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞试液,用0.2500 mol/L NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液20.00 mL。
③再取25.00 mL试样溶液放入另一锥形瓶中,用0.1000 mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定,消耗高锰酸钾溶液16.00 mL。
回答下列问题:
(1)已知:0.10mol/LKHC2O4溶液pH约为3,其中含碳元素的粒子浓度由大到小的顺为 。
(2)步骤①所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
(3) 完成并配平下列离子方程式:
C2O42- + MnO4—+ H+ = CO2↑+ Mn2+ +
(4)步骤③中判断滴定终点的方法是 。
(5)步骤②中量取试样溶液时,酸式滴定管用蒸馏水洗过后没有润洗,则测得的H2C2O4·2H2O的质量分数 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(6)试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某些电镀厂的酸性废水中常含有一定量的CrO42-和Cr2O72-,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1:还原沉淀法,该法的工艺流程为:
其中第①步存在平衡步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=12,该溶液显________色。
(2)写出第③步的离子反应方程式:__________。
(3)第②步中,用6mol的FeSO4·7H2O可还原________molCr2O72-离子。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至_______。
方法2:电解法:该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(5)写出阳极的电极反应式___________________。
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)__________________________
(7)用电镀法在铁制品上镀上一层锌,则阴极上的电极反应式为____________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列概念的分类标准正确的是
A. 强酸和弱酸:电离的H+离子数目
B. 强电解质和弱电解质:溶液的导电能力强弱
C. 浊液、胶体、溶液:分散剂粒径大小
D. 氧化剂、还原剂:在化学反应中元素的化合价变化
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