分析 (1)三價(jià)鐵離子水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體,膠體表面積大,吸附能力強(qiáng),達(dá)到凈水目的;
(2)Ksp[Co(OH)2]=6.0×10-15,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,對于同種類型的沉淀,Ksp越小,越難溶,則在滴加氫氧化鈉溶液的過程中,二價(jià)鎳離子先沉淀,Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓,當(dāng)Co2+開始沉淀時(shí),溶液中存在兩個(gè)溶解平衡:Co(OH)2?CO2++2OH-,Ni(OH)2?Ni2++2OH-,根據(jù)Ksp[Co(OH)2]計(jì)算出此時(shí)溶液中c(OH-),則可計(jì)算出此時(shí)溶液中剩下的鎳離子濃度,最終得出溶液中$\frac{c(C{o}^{2+})}{c(N{i}^{2+})}$的值;
(3)①氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉,硝酸鐵水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體,次氯酸鈉將氫氧化鐵氧化成高鐵酸鈉,據(jù)此寫出氧化過程的離子方程式;已知高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差,在實(shí)際生產(chǎn)中一般控制反應(yīng)溫度30℃以下,其原因是防止生成的高鐵酸鈉發(fā)生分解;
②加入濃KOH溶液可析出高鐵酸鉀(K2FeO4),說明該溫度下,高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度;
③Cl2生成ClO-、ClO3-化合價(jià)升高,是被氧化的過程,而Cl2生成NaCl是化合價(jià)降低被還原的過程,氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等,據(jù)ClO-與ClO3-的物質(zhì)的量濃度之比可計(jì)算出失去電子的總物質(zhì)的量,進(jìn)而可計(jì)算得到電子的總物質(zhì)的量;再根據(jù)氯元素被還原生成KCl的化合價(jià)變化為1計(jì)算出被還原的氯元素的物質(zhì)的量,最后計(jì)算出被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比;
(4)依據(jù)陽極是鐵,故陽極上鐵放電生成FeO42-結(jié)合堿性環(huán)境來寫出電極方程式;根據(jù)OH-在陽極被消耗,而在陰極會(huì)生成來分析.
解答 解:(1)三價(jià)鐵離子水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體,離子方程式為:Fe3++3H2O?Fe(OH)3(膠體)+3H+,膠體表面積大,吸附能力強(qiáng),達(dá)到凈水目的,
故答案為:Fe3++3H2O?Fe(OH)3(膠體)+3H+;
(2)Ksp[Co(OH)2]=6.0×10-15,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,對于同種類型的沉淀,Ksp越小,越難溶,
則在滴加氫氧化鈉溶液的過程中,二價(jià)鎳離子先沉淀,Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓,
當(dāng)Co2+開始沉淀時(shí),溶液中存在兩個(gè)溶解平衡:CO(OH)2?CO2++2OH-,Ni(OH)2?Ni2++2OH-,
根據(jù)Ksp[Co(OH)2]計(jì)算出此時(shí)溶液中c(OH-),c(OH-)=$\sqrt{\frac{{K}_{SP}[Co(OH)_{2}]}{c(C{o}^{2+})}}$=$\sqrt{\frac{6.0×1{0}^{-15}}{0.6}}$=10-7mol/L,
則溶液中剩下的鎳離子濃度c(Ni2+)=$\frac{{K}_{SP}[Ni(OH)_{2}]}{{c}^{2}(O{H}^{-})}$=$\frac{2.0×1{0}^{-15}}{(1{0}^{-7})^{2}}$=0.2mol/L,溶液中$\frac{c(C{o}^{2+})}{c(N{i}^{2+})}$=$\frac{0.6mol/L}{0.2mol/L}$=3,
故答案為:3;
(3)①氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉,硝酸鐵水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體,次氯酸鈉將氫氧化鐵氧化成高鐵酸鈉,離子方程式為:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;已知高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差,在實(shí)際生產(chǎn)中一般控制反應(yīng)溫度30℃以下,其原因是防止生成的高鐵酸鈉發(fā)生分解,
故答案為:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;防止生成的高鐵酸鈉發(fā)生分解;
②加入濃KOH溶液可析出高鐵酸鉀(K2FeO4),說明該溫度下,高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小,
故答案為:該溫度下,高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度。
③Cl2生成ClO-與ClO3-是被氧化的過程,化合價(jià)分別由0價(jià)升高為+1價(jià)和+5價(jià),
經(jīng)測定ClO-和ClO3-物質(zhì)的量之比為1:2,
則可設(shè)ClO-為1mol,ClO3-為2mol,被氧化的氯元素的物質(zhì)的量為:1mol+2mol=3mol,
根據(jù)化合價(jià)變化可知,反應(yīng)中失去電子的總物質(zhì)的量為:1mol×(1-0)+2mol×(5-0)=11mol,
氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目一定相等,則該反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)的量也是11mol,
Cl2生成KCl是被還原的過程,化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià),
則被還原的Cl的物質(zhì)的量為:$\frac{11mol}{1-0}$=11mol,
所以被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為11mol:3mol=11:3,
故答案為:11:3;
(4)陽極是鐵,故陽極上鐵放電生成FeO42-,由于是堿性環(huán)境,故電極方程式為:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O,
在電解時(shí),水電離的H+在陰極放電:2H++2e-=H2↑,c(OH-)增大,Na+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),使陰極區(qū)c(NaOH)增大,故NaOH可以循環(huán)使用,
故答案為:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O;NaOH溶液.
點(diǎn)評 本題考查了三價(jià)鐵離子與Na2FeO4的凈水原理,涉及難溶電解質(zhì)的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)方程的書寫、計(jì)算、電極反應(yīng)的書寫,綜合性強(qiáng),有一定難度,Na2FeO4的凈水是?键c(diǎn),應(yīng)注意歸納總結(jié).
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
滴定次數(shù) | 待測液體的體積/mL | 標(biāo)準(zhǔn)堿溶液的體積/mL | |
滴定前 | 滴定后 | ||
第一次 | 20.00mL | 0.00 | 20.98 |
第二次 | 20.00mL | 0.22 | 20.20 |
第三次 | 20.00mL | 0.36 | 20.38 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | a點(diǎn)Kw=1.0×10-14 | |
B. | 25℃時(shí)NH4Cl水解常數(shù)為:(n-1)×10-7mol•L-1(用n表示) | |
C. | b點(diǎn):c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-) | |
D. | 水的電離程度:b>c>a>d |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 各元素在元素周期表中的族序數(shù):W=X>Y>Z | |
B. | 最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:W>Z | |
C. | 離子半徑:X>Y>Z | |
D. | YW3不能與NaOH溶液反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 圖①可以表示對某化學(xué)平衡體系改變溫度后反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化 | |
B. | 圖②可以表示向一定量的氫氧化鈉溶液中滴加一定濃度的稀硫酸時(shí)pH的變化 | |
C. | 圖③可以表示相同pH的醋酸和鹽酸溶液分別加水稀釋時(shí)溶液的pH隨體積的變化 | |
D. | 圖④可以表示所有的固體物質(zhì)溶解度隨溫度的變化 |
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