高二化学解答题中等难度题
高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)FeO42-与水反应的方程式为:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH-+ 3O2,
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是________和________。
(2)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-) =1.0×10-3 mol·L-1(1.0mmol·L-1)的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。题(1)中的反应为FeO42-变化的主反应,该反应的△H________0。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是________(填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=___________________,其数值接近________(填字母)。
A.10-2.5 B.10-6 C.10-7 D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp = 4.536×10-9,若要使100mL,1.0×10-3 mol·L-1的K2FeO4溶液中的c(FeO42- )完全沉淀,理论上至少要加入的Ca(OH)2的物质的量为________mol,
完全沉淀后溶液中残留的c(FeO42- )为______________。
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高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,可作为水处理剂和高容量电池材料。
(1)FeO42-与水反应的方程式为:4FeO42-+ 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH-+ 3O2,
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是________。
(2)与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为____________________________。
(3)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-)=1.0×10-3 mol/L(1.0mmol/L)的试样,FeO42-在水溶液中的存在形态如右图所示。下列说法正确的是(填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=______________,其数值接近_______(填字母)。
A.10-2.5 B.10-6 C.10-7 D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp = 4.536×10-9,若要使100mL1.0×10-3 mol/L的K2FeO4溶液中的c(FeO42-)完全沉淀,则理论上需控制溶液中Ca2+浓度至少为__________。
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高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,可作为水处理剂和高容量电池材料。
(1)FeO42-与水反应的方程式为4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有_______________________________;
(2)与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为__________________________;
(3)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-)=1.0×10-3mol•L-1(1.0mmol•L-1)的试样,FeO42-在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是____________(填字母)
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K,其数值接近______(填字母).
A.10-2.5 B.10-6 C.10-7 D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp=4.536×10-9,若要使100mL,1.0×10-3mol•L-1的K2FeO4溶液中的c(FeO42- )完全沉淀(一般认为离子浓度小于1×10-5mol•L-1时上为完全沉淀),则理论需控制溶液中Ca2+浓度至少为_________。
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(13分)材料1:铁及其化合物在工农业、生活中有广泛的应用。高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)已知:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有________。
(2)将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中,配制成c(FeO42-) =1.0 mmol·L-1的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。该实验的目的是________;发生反应的△H ________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是________(填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4-的分布分数逐渐增大
C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:
HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O
材料2:化合物KxFe(C2O4) y·zH2O(Fe为+3价)是一种光敏感材料,实验室可以用如下方法制备这种材料并测定其组成。
I.制备:
(4)结晶时应将饱和溶液在黑暗处等待晶体的析出,这样操作的原因是。
(5)操作Ⅲ的名称是________。
Ⅱ.组成测定:
称取0.491g实验所得晶体(假设是纯净物)置于锥形瓶中,加足量蒸馏水和稀H2SO4。将C2O42-完全转化为H2C2O4,用0.10mol·L-1KMnO4溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液12.00mL时恰好反应;再加入适量的还原剂,将Fe3+完全转化为Fe2+,用KMnO4溶液继续滴定,当Fe2+完全氧化时,用去KMnO4溶液2.00mL。相关反应如下:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
(6)配制250mL 0.10mol·L-1KMnO4溶液及上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有________和________。两个滴定中到达终点时溶液颜色为________色,且30秒内不变色。
(7)通过计算,求此光敏材料的化学式。
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高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,其与水的离子反应是:
4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-
工业上先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入一定量的KOH就可制得高铁酸钾。制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下:
湿法制备——2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
干法制备——2FeSO4 +6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
下列有关说法中错误的是( )
A.高铁酸钾与水反应时,水发生氧化反应
B.干法中每生成1mol Na2FeO4共转移4mol电子
C.湿法中每生成1mol Na2FeO4共转移3mol电子
D.K2FeO4处理水时,不仅能杀菌,还能除去H2S、NH3等,并使悬浮杂质沉降
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(11分)高铁酸钾(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,工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
(1)上述氧化过程中,发生反应的离子方程式是:,控制反应温度30℃以下的原因是:。
(2)结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是:。
(3)根据图1、图2回答:为了获取更多的高铁酸钾,铁盐的质量分数应控制在________附近、反应时间应控制在________。
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I.高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性,在生产,生活中有广泛应用。
(1)K2FeO4常用做高效水处理剂,其两种作用分别是_____。
(2)制备K2FeO4可以采用湿式氧化法,流程如图:
己知:① 温度较低时,Cl2通入KOH溶液生成次氯酸盐;温度较高时,Cl2通入KOH溶液生成氯酸盐;② Fe(NO3)3溶液与KClO溶液在强碱性环境中生成K2FeO4。请回答下列问题:
① 该生产工艺应在_____(填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行。
② 写出产生K2FeO4的离子方程式_________。
(3)实验室模拟工业电解法制取K2FeO4,装置如图.
①此装置中电源的负极是______(填“a”或“b”).
②阳极的电极反应式为______.
II.常温下,如果取0.1mol/LHA溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8。试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因_____________(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)_____(填“>”、“<”或“=”)0.1mol/LNaOH溶液中由水电离出的c(H+)。
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高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-FeO42- +Cl-+H2O(未配平),下列有关说法不正确的是 ( )
A.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于FeO42-
B.高铁酸钾中铁显+6价
C.上述反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.K2FeO4处理水时,不仅能消毒、杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
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