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某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室制備高鐵酸鉀(K2FeO4),并探究制備的適宜條件。制備K2FeO4的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持裝置略)。

資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液。
(1)裝置A中產(chǎn)生Cl2的化學(xué)方程式是
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(錳被還原為Mn2+)。
(2)研究試劑a對(duì)K2FeO4產(chǎn)率的影響,對(duì)比實(shí)驗(yàn)如下。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 試劑a 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
FeCl3和少量KOH 無(wú)明顯現(xiàn)象
FeCl3和過(guò)量KOH 得到紫色溶液,無(wú)紫色固體
Fe(NO33和過(guò)量KOH 得到紫色溶液(顏色比Ⅱ深),有紫色固體
上述實(shí)驗(yàn)中,溶液總體積、FeCl3和Fe(NO33的物質(zhì)的量、Cl2的通入量均相同。
①實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ產(chǎn)生K2FeO4,將方程式補(bǔ)充完整。
還原反應(yīng):
Cl2+2e-=2Cl-
Cl2+2e-=2Cl-

氧化反應(yīng):
1
1
Fe(OH)3+
5
5
OH--
3
3
e-=
1
1
F
e
O
2
-
4
+
4H2O
4H2O
。
②對(duì)實(shí)驗(yàn)Ⅰ未產(chǎn)生K2FeO4而實(shí)驗(yàn)Ⅱ能產(chǎn)生的原因提出假設(shè):實(shí)驗(yàn)Ⅱ溶液堿性較強(qiáng),增強(qiáng)+3價(jià)鐵的還原性。以下實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該假設(shè)。

步驟1:通入Cl2,電壓表示數(shù)為V1;
步驟2:向右側(cè)燒杯中加入
KOH固體
KOH固體
(填試劑),電壓表示數(shù)為V2(V2>V1)。
③反思裝置B的作用:用飽和NaCl溶液除去HCl,用平衡移動(dòng)原理解釋
氯氣溶于水時(shí)存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應(yīng)ⅱ進(jìn)行,減少Cl2的溶解
氯氣溶于水時(shí)存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應(yīng)ⅱ進(jìn)行,減少Cl2的溶解
。
④實(shí)驗(yàn)Ⅱ中K2FeO4的產(chǎn)率比實(shí)驗(yàn)Ⅲ低,試解釋原因:
II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進(jìn)行(或根據(jù)反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱)
II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進(jìn)行(或根據(jù)反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱)
。
(3)向?qū)嶒?yàn)Ⅱ所得紫色溶液中繼續(xù)通入Cl2,觀察到溶液紫色變淺??赡茉蚴峭ㄈ隒l2后發(fā)生
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(填離子方程式)而使溶液堿性減弱,進(jìn)而導(dǎo)致K2FeO4分解。

【答案】2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;Cl2+2e-=2Cl-;1;5;3;1;4H2O;KOH固體;氯氣溶于水時(shí)存在如下平衡:ⅰ.Cl2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應(yīng)ⅱ進(jìn)行,減少Cl2的溶解;II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進(jìn)行(或根據(jù)反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱);Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/17 8:0:8組卷:12引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)
    Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     

    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (6)a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    ;當(dāng)pH=5時(shí),溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    (5)a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
  • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,常溫下,當(dāng)pH=5時(shí),溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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