高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂,碱性条件下性质稳定,其生产过程如下:
请回答下列问题
(1)氯碱工业制Cl2的化学反应方程式 ;
(2)生成“反应液Ⅱ”的离子方程式是 ;(3)使用碱性KClO的原因是 ;
(4)从“反应液II”中分离出K2FeO4后 ,副产品是KCl和 (填化学式),该混合物可用 方法分离提纯(填字母序号);
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.重结晶
(5)工业生产3.96t K2FeO4,理论上消耗Cl2的物质的量为______mol。
高三化学填空题困难题
高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂,碱性条件下性质稳定,其生产过程如下:
请回答下列问题
(1)氯碱工业制Cl2的化学反应方程式 ;
(2)生成“反应液Ⅱ”的离子方程式是 ;(3)使用碱性KClO的原因是 ;
(4)从“反应液II”中分离出K2FeO4后 ,副产品是KCl和 (填化学式),该混合物可用 方法分离提纯(填字母序号);
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.重结晶
(5)工业生产3.96t K2FeO4,理论上消耗Cl2的物质的量为______mol。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液。K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中迅速产生O2,在碱性溶液中较稳定。某学习小组设计了下面的实验制备K2FeO2并探究其性质。
(一)K2FeO4的制备
该小组用下图所示装置制备K2FeO4(夹持装置略)。
(1)以上装置图中有一处明显的错误请你帮助指出来:___________。B中应盛装的试剂是___________。
(2)写出A中发生反应的离子方程式:___________。
(3)C中发生的反应有Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,还有生成K2FeO4的反应。写出得到紫色固体K2FeO4的化学方程式:___________。
(二)性质探究
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体得到固体物质K2FeO4。
(4)絮凝实验:甲同学取少量K2FeO4加入浑浊的泥浆水中,发现产生气体,搅拌,浑浊的泥浆水很快澄清。请结合方程式,说明K2FeO2的净水原理:___________。
(5)乙同学取少量K2FeO4,向其中滴入稀盐酸发现产生黄绿色气体。产生黄绿色气体的原因可能是____。
(6)丙同学取少量K2FeO4,向其中滴入MnSO4和适量H2SO4的混合溶液,振荡后溶液呈紫色,丙同学认为氧化性FeO42->MnO4-。请你设计一个实验,验证丙同学的结论是否正确:___________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液。K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中迅速产生O2,在碱性溶液中较稳定。某学习小组设计了下面的实验制备K2FeO2并探究其性质。
Ⅰ.K2FeO4的制备
该小组用如图所示装置制备K2FeO4(夹持装置略)。
(1)以上装置图中有一处明显的错误请你帮助指出来:___________。B中应盛装的试剂是___________。
(2)写出A中发生反应的离子方程式__________________________________。
(3)C中发生的反应有Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O,还有生成K2FeO4的反应。写出得到紫色固体K2FeO4的化学方程式为____________。
Ⅱ.性质探究
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体得到固体物质K2FeO4。
(4)絮凝实验:甲同学取少量K2FeO4加入浑浊的泥浆水中,发现产生气体,搅拌,浑浊的泥浆水很快澄清。请结合方程式,说明K2FeO4的净水原理:_________________。
(5)乙同学取少量K2FeO4,向其中滴入稀盐酸发现产生黄绿色气体。产生黄绿色气体的原因可能是___。
(6)丙同学取少量K2FeO4,向其中滴入MnSO4和适量H2SO4的混合溶液,振荡后溶液呈紫色,丙同学认为氧化性FeO42->MnO4-。请你设计一个实验,验证丙同学的结论是否正确:_____________
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高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂,工业上采用向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制备K2FeO4,发生反应:
①Cl2+KOH→KCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);
②2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O。
下列说法正确的是
A.反应①中每消耗4 mol KOH,吸收标准状况下44.8L Cl2
B.氧化性:K2FeO4> KClO
C.若反应①中n(ClO-)∶n(ClO3-)=5∶1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
D.若反应①的氧化产物只有KClO,则得到0.2mol K2FeO4时消耗0.3mol Cl2
高三化学多选题中等难度题查看答案及解析
铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。已知高铁酸盐热稳定性差,高铁酸盐在碱性环境中比酸性环境中相对稳定。工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
下列有关说法不正确的是
A.控制反应温度30℃以下的原因是防止生成的K2FeO4发生分解
B.结晶过程中加入浓KOH溶液其作用是增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出
C.滤液2中阳离子可通过焰色反应检验确定
D.湿法制备高铁酸钾,也可以在Fe(OH)3料浆中直接通入足量氯气
高三化学选择题困难题查看答案及解析
高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化,吸附,絮凝于一体的新型多功能水处理剂,高铁酸盐热 稳定性差。制备方法有湿法、干法两种,其原理如下表所示:
湿法的生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)K2FeO4 中Fe的化合价 ;实验室干法制备中选用的仪器是
A.蒸发皿 B.铁坩埚 C.氧化铝坩埚 D.陶瓷坩埚
(2)在温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3,写出在温度较高时KOH与Cl2反应的化学方程式
___________________;
(3)在溶液 I 中加入KOH 固体的目的是
A.使 KClO3 转化为 KClO
B.为下一步反应提供碱性的环境
C.KOH 固体溶解放热,有利于提高反应速率
D.与溶液 I 中过量的 Cl2 继续反应,生成更多的 KClO
(4)向次氯酸钾强碱浓溶液中加入 90%的 Fe(NO3)3,发生反应的离子方程式为:
① Fe3++3OH-═Fe(OH)3;② 。
(5)用异丙醇代替蒸馏水洗涤湿产品,除能洗去杂质外,其优点有 。
(6)如何判断 K2FeO4 晶体已经洗涤干净 。
(7)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的优点之一是能除去悬浮杂质,配平该反应的离子方程式:
____FeO42-+ H2O= Fe(OH)3(胶体)+ O2↑+ ( )
高三化学实验题困难题查看答案及解析
高铁酸钾是一种新型高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下:
(1)加入盐酸调节溶液pH时需用pH试纸粗略测试pH以控制加入盐酸的量。实验室用pH试纸测定溶液pH的操作是。
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为________℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为________。
(4)K2FeO4 在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用________ 溶液(填序号)。
A.H2O B.CH3COONa、异丙醇 C.NH4Cl、异丙醇 D.Fe(NO3)3、异丙醇
(5)K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,还能除去水体中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。根据污染物的实际情况向水中加入适量的K2FeO4将污染物转化为无污染的物质,试写出K2FeO4处理含有NH3污水时与NH3反应的离子方程式________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
高铁酸钾(K2FeO4)为紫黑色粉末,是一种新型高效消毒剂。K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0 ℃~5 ℃的强碱性溶液中较稳定。一般制备方法是先用Cl2与KOH溶液在20 ℃以下反应生成KClO(在较高温度下则生成KClO3),KClO再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应即可制得K2FeO4。实验装置如图所示:
回答下列问题:
(1)制备KClO。
①仪器a的名称是________________;装置B吸收的气体是________。
②装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是______________;装置D的作用是_____________。
(2)制备K2FeO4。
①装置C中得到足量KClO后,将三颈烧瓶上的导管取下,加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度,搅拌,当溶液变为紫红色,该反应的离子方程式为________________________________。
②向装置C中加入饱和________溶液,析出紫黑色晶体,过滤。
(3)测定K2FeO4纯度。测定K2FeO4的纯度可用滴定法,滴定时有关反应的离子方程式为:
a.FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-
b.2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O
c.Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
称取2.0g制备的K2FeO4样品溶于适量KOH溶液中,加入足量的KCrO2,充分反应后过滤,滤液在250mL容量瓶中定容.取25.00mL加入稀硫酸酸化,用0.10 mol•L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为24.00mL,则该K2FeO4样品的纯度为________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂,其生产工艺如图所示:
已知K2FeO4具有下列性质:
①可溶于水、微溶于浓KOH溶液
②在0~5 ℃、强碱性溶液中比较稳定
③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解
④在酸性至碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2
请完成下列填空:
(1)已知Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,生产KClO应在温度___________的情况下进行(填“较高”或“较低”)。
(2)生产K2FeO4的反应原理是:Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平),则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________。
(3)K2FeO4在弱碱性条件下能与水反应生成Fe(OH)3和O2,则该反应的化学方程式为________________。
(4)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是___________。
A. 为下一步反应提供反应物
B. 与“反应液Ⅰ”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
C. KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
D. 使副产物KClO3转化为KCl
(5)制备K2FeO4时,须将90%的Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌。采用这种混合方式的原因是_______________________ (答出1条即可)。
(6)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4晶体后,可以得到的副产品有________ (写化学式)。
(7)工业上常用“间接碘量法”测定高铁酸钾样品中高铁酸钾的含量,其方法是:用碱性的碘化钾溶液(pH为11~12)溶解3.96 g高铁酸钾样品,调节pH为1,避光放置40分钟至反应完全(高铁酸根离子全部被还原成铁离子),再调节pH为3~4(弱酸性)。以1.0 mol/L的硫代硫酸钠标准溶液为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),当达到滴定终点时,用去硫代硫酸钠标准溶液15.00 mL,则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为______________。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体,可溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物;在0~5℃、强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出O2。某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并测定产品纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备K2FeO4
装置如下图所示,夹持、加热等装置略。
(1)仪器a的名称是____________,装置B中除杂质所用试剂是__________,装置D的作用是________________。
(2)A中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(3)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~5℃,采用的控温方法为______,反应中KOH必须过量的原因是_____________________。
(4)写出C中总反应的离子方程式:__________________。C中混合物经重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥,得到高铁酸钾晶体。
Ⅱ.K2FeO4产品纯度的测定
准确称取1.00g制得的晶体,配成250mL溶液,准确量取25.00mL K2FeO4溶液放入锥形瓶,加入足量CrCl3和NaOH溶液,振荡,再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O,滴入几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.0500mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显浅紫红色),平行测定三次,平均消耗 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液28.00mL。
(5)根据以上数据,样品中K2FeO4的质量分数为__________。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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