【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是很好的凈水劑,高鐵酸鋇( BaFeO4)是高能電池陽極的優(yōu)良材料。已知:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液,在酸性或中性溶液中能快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定;在堿性溶液中,NaCl、NaNO3K2FeO4的溶解性都小于Na2FeO4;BaFeO4難溶于水和堿性溶液。某化學興趣小組欲制取“84”消毒液,進而制取少量K2FeO4 BaFeO4。請回答下列問題:

(實驗一)選擇合適的儀器和試劑制取氯氣,進而制備高濃度的“84”消毒液。

(1)選擇合適的儀器,導管接口正確的連接順序為___________;所選裝置(AB)中發(fā)生反應的離子方程式為______________________

(實驗二)用“84”消毒液制取K2FcO4

實驗步驟:①用如圖所示裝置(夾持儀器略去)使反應物充分反應;②用砂芯漏斗對燒杯中的溶液進行抽濾,向濾液中慢慢加入KOH溶液;③再用砂芯漏斗對步驟②的最后反應混合物進行抽濾,并用苯、乙醚洗滌沉淀,真空干燥后得K2FeO4。

(2)寫出步驟①中物質(zhì)在20℃冷水浴中發(fā)生反應的化學方程式:______________________。

(3)步驟②中能夠發(fā)生反應的原因是______________________,步驟③中不用水,而用苯、乙醚洗滌沉淀的目的是_________________________________。

(實驗三)將上述產(chǎn)品配成K2FeO4堿性溶液,再慢慢加入Ba(OH)2溶液,抽濾得 BaFeO4。

(4)若投入ag硝酸鐵晶體,得到bg高鐵酸鋇,則高鐵酸鋇的產(chǎn)率是___________。[已知Fe(NO3)3·9H2O的摩爾質(zhì)量為404g·mol1 BaFeO4的摩爾質(zhì)量為257g·mol1]

(實驗四)利用如圖所示電解裝置也可以制得 BaFeO4。

(5)___________(陽極區(qū)陰極區(qū)”)可得到高鐵酸鋇,陽極的電極反應式為____________

【答案】a(或bihcdg MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2+H2O(2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O) 3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O 相同條件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度 避免K2FeO4與水反應,減小K2FeO4的損失,便于K2FeO4的的干燥 陽極區(qū) Fe+8OH-+Ba2+-6e-=BaFeO4+4H2O

【解析】

(1)NaOH溶液反應制取“84”消毒液的氯氣中不能含有HCl,但含有的水蒸氣不影響反應,所以氯氣的制備裝置應該連接除去氯化氫的飽和食鹽水,再連有冷水浴裝置的氫氧化鈉溶液,最后連接裝置E,防止剩余的氯氣污染空氣,故儀器正確的連接順序是a(或bihcdg

裝置的選擇有兩種情況:選用固液加熱裝置A時就用二氧化錳與濃鹽酸反應MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+H2O;選用固液不加熱裝置B時,就用高錳酸鉀與濃鹽酸反應,2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;

2)隨著Fe(NO3)39H2O的加入和反應3NaClO+Fe(NO3)3=3NaNO3+Fe(OH)3的進行,另有反應3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O開始進行,兩個反應的總反應為3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O;

(3)根據(jù)題干中已知物質(zhì)的溶解性情況,相同條件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,的溶解度,步驟2中的反應為Na2FeO4+2KOH= K2FeO4+ 2NaOH,抽濾后得K2FeO4固體。用水洗滌產(chǎn)物時K2FeO4與水反應,會加大其溶解消耗,用苯或乙醚洗滌,能減少K2FeO4的溶解損失,也便于K2FeO4的干燥;

4K2FeO4溶液與Ba(OH)2溶液混合后發(fā)生的反應為K2FeO4+Ba(OH)2= BaFeO4+2KOH,從總體反應關系看Fe(NO3)39H2O BaFeO4,ag Fe(NO3)39H2O理論上可以生成BaFeO4 ,BaFeO4的產(chǎn)率為;

5Fe作陽極被氧化為FeO42-,FeO42-不能通過陽離子交換膜擴散到陰極區(qū),Ba2+FeO42-反應生成難溶的BaFeO4,所以在陽極區(qū)可獲得高鐵酸鋇,陽極的電極反應式為Fe+8OH-+Ba2+-6e-=BaFeO4+4H2O

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】I “碘鐘實驗中,3I+S2O82-===I3+2SO42-的反應速率可以用遇加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量,t越小,反應速率越大。某探究性學習小組在20 ℃進行實驗,得到的數(shù)據(jù)如下表:

實驗編號

c(I-)/mol/L

0.040

0.080

0.080

0.160

0.120

c(S2O82-)/mol/L

0.040

0.040

0.080

0.020

0.040

t/s

88.0

44.0

22.0

44.0

t1

回答下列問題:

(1)該實驗的目的是____________________________________________________________。

(2)顯色時間t1________

(3)通過分析比較上述數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是___________________________________________________

II根據(jù)反應4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2,試回答下列問題。

(1)通常選用哪些物質(zhì)來表示該反應的化學反應速率____________。

(2)當生成SO2的速率為0.64 mol·L1·s1時,則氧氣減少的速率為________。

(3)如測得4 sO2的濃度為2.8 mol·L1,此時間內(nèi)SO2的速率為0.4 mol·L1·s1,則開始時氧氣的濃度為________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在一定條件下,在容積為2L的密閉容器中,將2 mol 氣體M3 mol N氣體混合,發(fā)生如下反應:2M(g)+3N(g)xQ(g)+3R(g),該反應達平衡時,生成2.4mol R,并測得Q的濃度為0.4 mol/L,下列有關敘述正確的是

A. x值為2 B. 混合氣體的密度增大

C. N的轉(zhuǎn)化率為80% D. 混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變,不能說明該反應達平衡

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】W、X、YZ為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,其中兩種為非金屬元素。W的氣態(tài)氫化物遇到其最高價氧化物對應的水化物產(chǎn)生白煙,Z的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)的2倍,WX的最外層電子數(shù)之和等于Z的族序數(shù)。在含XY的可溶性鹽溶液中通入過量的CO2,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與CO2體積的關系如圖所示。下列說法正確的是

A. 簡單離子半徑:X>Y>Z>W

B. Z的氧化物對應的水化物均為強酸

C. Y的陰離子溶液與含Y的陽離子溶液能夠發(fā)生反應

D. 工業(yè)上可用電解法或熱還原法制備XY的單質(zhì)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】綠水青山就是金山銀山,因此研究NOxSO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。

(1)SO2的排放主要來自于煤的燃燒,工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2。已知吸收過程中相關反應的熱化學方程式如下:

SO2(g)+NH3·H2O(aq)==NH4HSO3(aq) H1=akJ·mol1;

NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)==(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) H2=bkJ·mol1

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq) H3=ckJ·mol1。

則反應2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(1)的△H=___________kJ·mol1。

(2)燃煤發(fā)電廠常利用反應2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)

H=681.8kJ·mol1對煤進行脫硫處理來減少SO2的排放。對于該反應,在T℃時,借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下:

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

0~10min內(nèi),平均反應速率v(O2)___________mol·L1·min1;當升高溫度,該反應的平衡常數(shù)K___________(增大”“減小不變”)。

30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷,改變的條件可能是___________(填字母)。

A加入一定量的粉狀碳酸鈣 B通入一定量的O2

C適當縮小容器的體積 D加入合適的催化劑

(3) NOx的排放主要來自于汽車尾氣,人利用反應

C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=34.0kJ·mol1,用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓測得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示:

由圖可知,1050K前反應中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升髙而增大,其原因為____________________;在1100K時,CO2的體積分數(shù)為___________。

(4)用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa時,該反應的化學平衡常數(shù)Kp=___________[已知:氣體分壓(P)=氣體總壓(Pa)×體積分數(shù)]。

(5)為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染,需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CONO發(fā)生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=746.8k·mol1,生成無毒的N2CO2。實驗測得,v=k·c2(NO)·c2(CO),v=k·c(N2) ·c2(CO2)(kk為速率常數(shù),只與溫度有關)。

①達到平衡后,僅升高溫度,k增大的倍數(shù)___________(“>”“<”“=”)k增大的倍數(shù)。

②若在1L的密閉容器中充入1 molCO1 molNO,在一定溫度下達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則=___________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是

A. 稀有氣體比較穩(wěn)定是由于其分子中所有原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構

B. 元素周期表有主族、副族、零族等共16縱列

C. 第四周期的Fe、CoNi均位于第VIIIB族,所以化學性質(zhì)相似

D. P3-對應元素位于第三周期第VA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】(化學——選修3 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì))

我國考古人員在秦陵挖掘的寶劍,到現(xiàn)在仍然鋒利無比,原因是劍鋒上覆蓋了一層鉻。鉻能形成多種化合物,主要化合價有+2價、+3價、+6價。

請回答下列問題:

(1)基態(tài)鉻原子的外圍電子排布式為 ________;與鉻同周期的所有元素中,基態(tài)原子最高能層電子數(shù)與鉻原子未成對電子數(shù)相同的元素是 ________。

(2)鉻原子的各級電離能(IkJ·mol1)數(shù)據(jù)如下表所示,鉻原子逐級電離能增大的原因是 ________。

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

652.9

1590.6

2987

4743

6702

8744.9

15455

(3)CrCl3·6H2O實際上是配合物,配位數(shù)為6,其固體有三種顏色,其中一種暗綠色固體與足量硝酸銀反應時,1mol 固體可生成1mol氯化銀沉淀。則這種暗綠色固體的化學式為 ________,其中鉻的配體水分子的VSEPR模型為 ________,該配合物中存在的作用力有 ________ (填標號)。

A.離子鍵 B.配位鍵 C.共價鍵 D.金屬鍵

(4)CrO3能將乙醇氧化為乙醛,二者的相對分子質(zhì)量相近,但乙醇的沸點比乙醛高,原因是 ________。

(5)某鑭(La)(Cr)型復合氧化物具有巨磁電阻效應,晶胞結(jié)構如圖所示:

該晶體的化學式為 ________。

該晶體中距離鑭原子最近的鉻原子有 ________個;若兩個距離最近的氧原子核間距為a pm,組成物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為b g·mol1,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則晶體密度的表達式為 ______ g·cm3

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有機物W用作調(diào)香劑、高分子材料合成的中間體等,制備W的一種合成路線如下。

請回答下列問題:

(1)F的化學名稱是_______________,①的反應類型是_______________

(2)B中含有的官能團是_______________(寫名稱),

(3)D聚合生成高分子化合物的化學方程式為________________

(4)反應③的化學方程式是___________________。

(5)芳香化合物N是A的同分異構體,其中核磁共振氫譜為三組峰的結(jié)構簡式為_________________。

(6)分子式C9H10O2的有機物,其結(jié)構中含有苯環(huán)且可以與飽和NaHCO3溶液反應放出氣體的同分異構體有__________________種(不考慮立體異構)。

(7)參照有機物W的上述合成路線,設計以M為起始原料制備F的合成路線(無機試劑任選)。____________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某溫度時,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是(提示BaSO4(s) Ba2(aq)SO42-(aq)的平衡常數(shù)Kspc(Ba2c(SO42-),稱為溶度積常數(shù)。)

A.加人Na2SO4可以使溶液由a 點變到b

B. 通過蒸發(fā)可以使溶液由d 點變到c

Cd 點無BaSO4沉淀生成

Da點對應的Ksp大于c點對應的Ksp

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