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文檔簡介
1、陳愛梅老師資料版權(quán)所有違版必究5K2FeO4的性質(zhì)及考點總結(jié)一、 資料高鐵酸鉀(K2FeO4)具有強氧化性的紫色固體,可作為水處理劑和高容量電池材料,是種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。具有以下性質(zhì)可溶于水,微溶于 KOH溶液,難溶于異丙醇;在05,強堿性溶液中比較穩(wěn)定;在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解;在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和。2,、制備高鐵酸鉀有以下幾種常見制備方法:干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和Fe2O3+3KNO 3+4KOH ? 3KNO 2+2K2FeO4+2H2OKNO 2等產(chǎn)物濕法強堿性介質(zhì)
2、中,F(xiàn)e (NO3)3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液3ClO-+2Fe3+10OH =2FeO42 +5H2O+3C1-制備中間產(chǎn)物 Na2FeO4 ,再與KOH溶液反應(yīng)電解法3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K 2FeO4+6KCl+8H 2OCl2, Fe(NO3)3,K OH制備KOH固體。咻的FgNCi猊漕液*i1I KOH溶液)一|溶液I 乒三三|減性的KCiO濃溶液溶液ji磯妁隊,晶體濕產(chǎn)品 千峰2Fe(NO 3)3$ 3KC1O + 10KOH=2K 2FeO 4+6KNO 3+3KCl +5H2O1、干法制備:干法制備K2FeO4的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的
3、量之比為3: 1 .2、濕法制備:濕法制備中,若Fe (NO3)3加入過量,在堿性介質(zhì)中K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 K 3FeO4 , 此反應(yīng)的離子方程式:2FeO42 +Fe3+8OH =3FeO43-+4H2O .3、電解法制備:制備中間產(chǎn)物 Na2FeO4 ,可采用的裝置如圖所示,則陽極的 電極反應(yīng)式為 Fe+8OH - 6e FeO2 +4H2O;4、CI2, Fe(OH)3,KOH 制備:a為氯氣發(fā)生裝置。a中反應(yīng)方程式是2KMnO 4+16HCl=2MnCl 2+2KC1 +5Cl 2T+8HO;。(鎰被還原為 Mn2+)。將除雜裝置B補充完整并標(biāo)明所用試劑C 中得
4、到紫色固體和溶液。C中 C12發(fā)生的反應(yīng)有C12+2OH=C1+C1O+H2O 。3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K 2FeO4+6KC1+8H 2O,另外還有5、C12, Fe(NO3)3,KOH 制備:(1 )已知C12與KOH在低溫下可制得KC1O ,請寫出化學(xué)反應(yīng)方程式C12+2KOH=KC1+KC1O+H 20 。該反應(yīng)應(yīng)在溫度較低的情況下進行,因在溫度較高時KOH與C12反應(yīng)生成的是 KC1O3 ,寫出在溫度較高時 KOH 與C12反應(yīng)的化學(xué)方程式6KOH+3C1 2 = KC1O 3+5KC1+3H 2O ;,該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是 KC1O 3(2)在溶液I中加入KOH固
5、體的目的是 AC (填編號).A.與溶液I中過量的C12繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KC1OB. KOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反應(yīng)速率C.為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境D.使KC1O 3轉(zhuǎn)化為 KC1O(3)生產(chǎn) K2FeO4 的化學(xué)反應(yīng)方程式為 2Fe(NO3)3# 3KC1O +10KOH=2K 2FeO4+ 6KNO 3+ 3KC1 + 5H2O,制備K2FeO4時,須將Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到堿性的 KC1O濃溶液中, 并且不斷攪拌,采用這種混合方式的原因是減少K2FeO4在過量Fe3+作用下的分解。三、性質(zhì)及應(yīng)用1、已知:4FeO42+10H2O=4Fe (OH) 3+8O
6、H+302T. K2FeO4在處理水的過程中所起的 作用有K2FeO上具有強氧化性,能夠消毒殺菌.;同時FeO42被還原成Fe3+ , Fe3+水解形成Fe (OH) 3膠體,能夠吸附水中懸浮雜;同濃度的高鐵酸鉀在 pH為4.74、7.00、11.50的水溶液中最穩(wěn)定的是pH=_11.50的溶液.2、探究K2FeO4的性質(zhì)取K2FeO4溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗氣體中 含有C12,為證明是否 K2FeO4氧化了 Cl-而產(chǎn)生C12,設(shè)計以下方案:方果1取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色方某U用KOH溶液充分洗滌 K2FeO4固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶
7、出,得到紫色溶液b, 取少量b,滴加鹽酸,有 Cl 2產(chǎn)生。.由方案中溶液變紅可知a中含有Fe3+離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2T +10HO 產(chǎn)生(用方程式表示)。方案可證明K2FeO4氧化了 Cl-,用KOH溶液洗滌的目的是 排除C10 -的干擾_。根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出:氧化性ClFeO42(填喊“ MnO4-,驗證實驗如下:將溶液b滴入MnSO4和足 量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO42 MnO4-,若能,請說明理由;若不能,進一步設(shè)計實驗方案。理由或方案溶液
8、淺紫色一定是 MnO 4-的顏色(若不能,方案:向紫色溶液 b中滴加過量稀 H2SO4 , 觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺 紫色) 。四、分離提純(1)請補充完整由 反應(yīng)液”得到K2FeO4晶體的實驗步驟。(可選用的試劑:NaOH溶液、KOH溶液、蒸儲水和異丙醇) 向反應(yīng)液中加入飽和KOH溶液_,在冰水浴中靜置結(jié)晶后過濾, 得K2FeO4粗產(chǎn)品;將K2FeO4粗產(chǎn)品溶解在 KOH溶液:中,再次在冰水浴中靜置結(jié)晶后過濾,得到較純凈的 K2FeO4; 將K2FeO4晶體再用少量異丙醇洗滌,低溫真空干燥,得到高鐵酸鉀成品。從 反應(yīng)液”中分離出K2FeO4晶體后,可以得到的副產(chǎn)品有 KNO 3、KCl
9、(寫化學(xué)式)。如何判斷K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈_用試管取少量最后一次的洗滌液.加入硝酸銀溶液.無白色沉淀則已被洗凈.五、定量測定【2018?北京卷】實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料:K2FeO4為紫色固體, 微溶于KOH溶液:具有強氧化性,在酸性或中性溶?中快速產(chǎn)生C0,在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是 。(鎰被還原為Mn2+)。各除雜裝置B補充完整并標(biāo)明所用試劑 。C中得到紫色固體和溶液。C中C12發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K 2FeO4+6KCl+8H 2O,另外還有。(2)探究
10、K2FeO4的性質(zhì)取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗氣 體中含有C12,為證明是否 K2FeO4氧化了 Cl-而產(chǎn)生C12,設(shè)計以下方案:方菜1取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色方某u用KOH溶液充分洗滌 C中所得固體,再用 KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液 b,取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。.由方案中溶液變紅可知a中含有 離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由 產(chǎn)生(用方程式表示)。方案可證明K2FeO4氧化了 Cl-,用KOH溶液洗滌的目的是 。根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出:氧化性ClFeO2(填“喊“MnO
11、4-,驗證實驗如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO42 MnO4-,若能,請說明理由;若不能,進一步設(shè)計實驗方案。理由或方案?!敬鸢浮?1) 2KMnO 4+16HCl=2MnCl 2+2KCl +5Cl 2 T +8HO;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(2) Fe3+; 4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2T +10HO;排除 ClO-的干擾; ;溶液的酸堿性不同; 若能,理由:FeO42-在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和。2 ,溶液淺紫色一定是 MnO4-的顏色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀
12、H2SO4 ,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)【解析】(1)A為氯氣發(fā)生裝置,KMnO 4與濃鹽酸反應(yīng)時,鎰被還原為Mn2+ ,濃鹽酸被氧化成Cl2 , KMnO 4與濃鹽酸反應(yīng)生成 KCl、MnCl 2、Cl2和H2O,根據(jù)得失電子守恒 和原子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO 4+16HCl (濃)=2KCl+2MnCl 2+5Cl2 T +8HO,離子方程式為 2MnO 4-+10Cl -+16H +=2Mn 2+5Cl 2 T +8HO。Cl2 中混有 HCl 和 H2O (g), HCl 會消耗 Fe (OH) 3、KOH ,由于鹽酸具有揮發(fā)性,所得陳愛梅老師資料版權(quán)所有違版必究用
13、飽和食鹽水除去 HCl ,除雜裝置B為O C中 C12發(fā)生的反應(yīng)有 3Cl2+2Fe (OH) 3+10KOH=2K 2FeO4+6KCl+8H 2O,還有 Cl2與 KOH 的反應(yīng),Cl2與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Cl2+2KOH=KCl+KClO+H 2O,反應(yīng)的離子方程式 為 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。(2)根據(jù)上述制備反應(yīng),C的紫色溶液中含有 K2FeO4、KCl,還可能含有 KC1O等。i.方案I加入KSCN溶液,溶液變紅說明 a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產(chǎn)生不能判斷 K2FeO4與Cl- 發(fā)生了反應(yīng),根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶?中快速產(chǎn)生 02,自身被還
14、原成Fe3+,根據(jù)得 失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,可能的反應(yīng)為4FeO42-+20H+=3O2 T +4F3+10H2O。ii.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2f +H0,即KC1O的存在干擾判斷;K2FeO4微溶于KOH 溶液,用KOH溶液洗滌的目的是除去 KC1O、排除C10-的干擾,同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。備 K2FeO4 的原理為 3Cl2+2Fe (OH) 3+10KOH=2K 2FeO4+6KCl+8H 2O,在該反應(yīng)中 Cl 元素的化合價由0價降至-1價,C12是氧化劑,F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價,F(xiàn)e(OH) 3是還原劑,K2FeO4為氧化產(chǎn)
15、物,根據(jù)同一反應(yīng)中,氧化性:氧化劑 氧化產(chǎn)物,得出氧 化fCl2 FeO42-;方案 II 的反應(yīng)為 2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3+3Cl2 T +8HO,實驗表明,Cl2 和FeO42-氧化性強弱關(guān)系相反;對比兩個反應(yīng)的條件,制備K2FeO4在堿性條件下,方案II在酸性條件下;說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強弱。該小題為開放性試題。若能,根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉(zhuǎn)化為Fe3+和。2 , 最后溶液中不存在 FeO42- ,溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色,說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4- ,所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-Mn
16、O4-。(或不能,因為溶液 b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c (FeO42-)變小,溶液的紫色也會變淺; 則設(shè)計一個空白對比的實驗方案,方案為:向紫色溶液 b中滴加過量稀H2SO4 ,觀察溶 液紫色快速褪去還是顯淺紫色)【例1】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種高效多功能水處理劑,具有極強的氧化性.(1)已知:4FeO42 +10H2OD4Fe (OH) 3+8OH+302T. K2FeO4在處理水的過程中所起的 作用有 .同濃度的高鐵酸鉀在 pH為4.74、7.00、11.50的水溶液中最穩(wěn)定的是 pH=的溶液. (2)高鐵酸鉀有以下幾種常見制備方法:干法Fe2O3、K
17、NO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產(chǎn)物濕法強堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e (NO3) 3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液電解法制備中間產(chǎn)物 Na2FeO4 , 再與KOH溶液反應(yīng)千法制備K2FeO4的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 .濕法制備中,若 Fe (NO3) 3加入過量,在堿性介質(zhì)中 K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 K3FeO4 , 此反應(yīng)的離子方程式: .制備中間產(chǎn)物Na2FeO4 ,可采用的裝置如圖所示,則陽極的電極反應(yīng)式為(3)比亞迪雙模電動汽車使用高鐵電池供電,其總反應(yīng)為:3Zn+2K 2FeO4+8H2O3Zn6(OH) 2+2Fe (OH
18、) 3+4KOH 放電時負極附近 pH變化 ,正極反應(yīng)為:陳愛梅老師資料版權(quán)所有違版必究(4) 25時,CaFeO4 的 Ksp=4.54 X 1(9,若要使 1000L 含有 2.0X104 mol?L lK2FeO4的廢水 中的c (FeO42)有沉淀產(chǎn)生,理論上至少加入Ca (OH) 2的物質(zhì)的量為 mol.【答案】(1) K2FeO4具有強氧化性,能夠消毒殺菌;同時FeO42被還原成Fe3+ , Fe3+水解形成Fe (OH) 3膠體,能夠吸附水中懸浮雜;11.50;(5) 3: 1; 2FeO42 +Fe3+8OH =3FeO43 +4H2O ; Fe+8OH 6e FeQ2 +4H
19、2O; (3)增 大;FeO42 +4H2O+3e Fe(OH) 3+5OH; (4) 2.27 X102【解析】(1) K2FeO4具有強氧化性,能夠消毒殺菌;同時FeO42被還原成Fe3+ , Fe3+水解形成Fe (OH) 3膠體,能夠吸附水中懸浮雜質(zhì);4FeO42 +10H2OD4Fe (OH) 3+8OH+3O2T,增大溶液中的氫氧根離子濃度,能夠使平衡逆向移動,抑制高鐵酸根離子的水解,所以同濃度的高鐵酸鉀在 pH為11.50的水溶液中最穩(wěn)定;答案為: K2FeO4具有強氧化性, 能夠消毒殺菌;同時 FeO42被還原成Fe3+ , Fe3+水解形成Fe (OH) 3膠體,能夠吸附水
20、中懸浮雜;11.50;(2)Fe元素化合價升高,化合價由 +3價升高到+6價,被氧化,F(xiàn)e2O3做還原劑;N元素 化合彳由+5價降低到+3價,KNO3做氧化劑,設(shè)氧化劑物質(zhì)的量為xmol,還原劑物質(zhì)的量為ymol ,要使氧化劑得到電子總數(shù)等于還原劑失去電子總數(shù),xx (5-3) =yX2X(6-3),解得 x: y=3: 1;由信息可知,堿性介質(zhì)中 K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 K3FeO4 ,根據(jù)元素守 恒還應(yīng)生成H2O,反應(yīng)中FeO42一 FeO43,鐵元素化合價由+6價降低為+5價,總共降 低1價,F(xiàn)e3+- FeO43,鐵元素化合價由+3價升高為+5價,總共升高2價,化合
21、價升降 最小公倍數(shù)為2,所以FeO42一系數(shù)為2,Fe3+系數(shù)為1,根據(jù)鐵元素守恒確定 FeO43 一系數(shù)為3, 根據(jù)電荷守恒確定 OH系數(shù)8,根據(jù)氫元素守恒確定 H2O系數(shù)為4,反應(yīng)離子方程式為2FeO42 +Fe3+8OH =3FeO43 +4H2O;電解時陽極Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH-6e一 FeQ2 +4H2O;(3)放電時,為原電池,依據(jù)3Zn+2K 2FeO4+8H2O=3Zn (OH) 2+2Fe (OH) 3+4KOH ,鋅化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),做負極,高鐵酸根離子在正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧化鐵,電極反應(yīng)式為:FeO42+4H2O+3e
22、一Fe(OH) 3+5OH ;(4)設(shè)加入Ca (OH)2的物質(zhì)的量為xmol ,則溶液中鈣離子濃度為 xX103mo1/L,含有2.0 X 10 4 mol?L k2FeO4 的廢水中的 c ( FeO42 ) =2.0 x l0 4 mol?L l ,Qc=xX 103mol/L X 2.0 X4l0nol?L =Ksp=4.54 X ld;解得:x=2.27 X 102;【例2】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑.其生產(chǎn)工藝如下:(1)反應(yīng)應(yīng)在溫度較低的情況下進行,因在溫度較高時KOH與C12反應(yīng)生成的是KC1O3 ,寫出在溫度較高時 KOH與C1
23、2反應(yīng)的化學(xué)方程式,該反應(yīng)的 氧化產(chǎn)物是.(2)在溶液I中加入KOH固體的目的是 (填編號).A.與溶液I中過量的C12繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KC1O8. KOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反應(yīng)速率C.為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境D.使KC1O 3轉(zhuǎn)化為 KC1O(3)從溶液II中分離出K2FeO4后,還會有副產(chǎn)品 KNO3、KCl ,則反應(yīng)發(fā)生的離子反 應(yīng)方程式為_(4)如何判斷K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈.(5)高鐵酸鉀(K2FeO4)具有極強的氧化性,是一種優(yōu)良的水處理劑.其水溶液中FeO42的存在形態(tài)如圖所示.下列說法正確的是 02 f 乂 W . 024910pHA.不論溶液酸
24、堿性如何變化,鐵元素都有4種存在形態(tài)B.向pH=2的這種溶液中加 KOH溶液至pH=10, HFeO4的分布分數(shù)先增大后減小C.向pH=8的這種溶液中加 KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:H2FeO4+OH =HFeO4+H2O.【答案】(1) 6KOH+3C1 2 = KClO 3+5KC1+3H 2O; KClO 3 (2) AC(6) 2Fe3+3ClO +10OH =2FeO42 +3Cl +5H 2O(4)用試管取少量最后一次的洗滌液,加入硝酸銀溶液,無白色沉淀則已被洗凈(5) B【解析】 (1)據(jù)題目信息、氧化還原反應(yīng)中化合價發(fā)生變化確定產(chǎn)物有:KClO 3、KCl、H2O,根據(jù)
25、電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平,可得 6KOH+3C1 2 = KC1O3+5KC1+3H 2。; CI2既是氧化劑又是還原劑,氯化合價升高,得到 KClO 3 , KClO 3是還原產(chǎn)物;(2) A、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖, 第步氯氣過量,加入KOH固體后會繼續(xù)反應(yīng)生成 KClO , 故A正確;B、因溫度較高時 KOH與Cl2反應(yīng)生成的是 KClO 3 ,而不是KClO,故B錯誤;C、第步需要堿性條件,所以堿要過量,故 C正確;D、KC1O3轉(zhuǎn)化為KC1O,化合價只降不升,故 D錯誤;故答案為:A、C; (3)據(jù)題目信 息和氧化還原反應(yīng)中化合價發(fā)生變化確定找出反應(yīng)物:Fe3+、ClO ,生成物:F
26、eO42、Cl,根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平,可得2Fe3+3ClO +10OH =2FeO42 +3Cl +5H2O,故答案為:2Fe3+3ClO +10OH =2FeO42 +3Cl +5H2O; (4)因只要檢驗最后一次的洗滌中 無C,即可證明K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈,方法為試管取少量最后一次的洗滌液,加入 硝酸銀溶液,無白色沉淀則已被洗凈, 故答案為:用試管取少量最后一次的洗滌液,加入硝酸銀溶液,無白色沉淀則已被洗凈;(5)A、不同PH值時,溶液中鐵元素的存在形態(tài)及種數(shù)不相同,比如在PH值等于6時,就只有兩種形態(tài),故 A錯誤;B.圖象分析可知,pH由2變化為10時,HFeO4的
27、分布分數(shù)先增大后減小,故 B正確; C.向pH=8的這種溶液中加 KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:HFeO4 +OH =FeO42+H2O,故C錯誤,【例3】 高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比Cl2、O2、CIO2、KMnO4氧化性更強,無二次污染,工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,向高鐵酸鈉 溶液中加入KOH至飽和,使高鐵酸鉀析出.二氧化硒(Se)是一種氧劑,其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物,通過與濃HNO3或濃H2SO4反應(yīng)生成SeO2以回收Se.完成下列填空:(1)干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為:2FeSO4+6Na2O2 = 2NaFeO4+2
28、Na2O+2Na2SO4+O2 T該反應(yīng)中的氧化劑是.簡要說明K2FeO4作為水處理劑時,在水處理過程中所起的 作用 。(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒:Fe (OH) 3、ClO OHFeO42 、C、H2O.每生成1molFeO42轉(zhuǎn)移 mol電子,若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了 0.3mol電子,則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為 mol .(3)已知:Se+2H2SO4 (濃)2SO2 T +SeO+2H 2O 2SO2+SeO2+2H 2OSe+2SO42 +4H +SeO2、H2SO4 (濃)、SO2的氧化性由強到弱的順序是 .(4)回收得到的SeO2的含量,可以通過下面的方法
29、測定: SeO+KI+HNO 3Se+I2+KNO 3+H2O2+2Na2S2O3Na2s4O6+2NaI配平方程式 ,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目. .【答案】(1) Na2O2;高鐵酸鉀具有強氧化性,能殺菌消毒;消毒過程中自身被還原成鐵離 子,鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)(2)3; 0.15(3) H2SO4SeC2SO2(4)皿的 *=&*小*406犯【解析】(1)2FeSQ+6Na2O2 2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2 忡 Fe 元素的化合價升高,O元素的化合價既升高又降低,則氧化劑為Na2O2 ,還原劑為FeSO4 , K2FeO4中Fe元素的化合價為
30、+6價,具有強氧化性,且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體,膠體具有 吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì), 故答案為:Na2O2;高鐵酸鉀具有強氧化性,能殺菌消毒;消毒過程中自身被還原成鐵離子,鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì);(2) Fe元素由+3價升高到+6價,則每生成1molFeO42轉(zhuǎn)移電子為1molx (6- 3) =3mol, C為還原產(chǎn)物,由2Fe (OH) 3+3ClO +4OH一2FeO2+3C+5H2O可知,若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為0.15mol,故答案為:3; 0.15;(3)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)中, 氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物
31、的氧化性, Se+2H2SO4(濃) =2SO2 T +SeO+2H2O中氧化劑是 H2SO4、氧化產(chǎn)物是 SeO2 ,所以氧化性 H 2SO4 SeO2 , 2SO2+SeO2+2H2O=Se+2SO4(4)請補充完整由 反應(yīng)液”得到K2FeO4晶體的實驗步驟。(可選用的試劑:NaOH溶液、 KOH溶液、蒸儲水和異丙醇)向反應(yīng)液中加入飽和 ,在冰水浴中靜置結(jié)晶后過濾,得K2FeO4粗產(chǎn)品;將K2FeO4粗產(chǎn)品溶解在 中,再次在冰水浴中靜置結(jié)晶后過濾,得到較純凈的 K2FeO4;將K2FeO4晶體再用少量 洗滌,低溫真空干燥,得到高鐵酸鉀成品。(5)從反應(yīng)液”中分離出K2FeO4晶體后,可以得
32、到的副產(chǎn)品有 (寫化學(xué)式)?!敬鸢浮?1) Cl2+2KOH=KCl+KClO+H 2O (2)為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物,與反應(yīng)液中過量的氯氣繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KC1O+4H +中氧化齊1J是 SeO2,還原劑是SeO2 ,所以氧化性 SeO2 SO2 , 所以SeO2、H2SO4 (濃)、SO2的氧化性由強到弱的順序是 H2SO4SeO2SO2 。(4)反應(yīng)中失去電子生成I2 ,共升高2價,SeO2中+4價Se得到單質(zhì)還原為單質(zhì) Se,共降低4價,化合價升降最小公倍數(shù)為4,故KI的系數(shù)為4, I2的系數(shù)為2, SeO2、Se的系數(shù)都是1, KNO3的系數(shù)為4, H2O的系數(shù)為2,配平并標(biāo)出電
33、子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目?!纠?】 高鐵酸鉀(K2FeO4)具有強氧化性,可作為水處理劑和高容量電池材料。工業(yè)上 生產(chǎn)高鐵酸鉀的工藝流程如下:已知K2FeO4具有下列性質(zhì):可溶于水,微溶于 KOH溶液,難溶于異丙醇;在05,強堿性溶液中比較穩(wěn)定;在Fe 2Fe(NO3)3+3KClO +10KOH=2K 2FeO4+6KNO3+3KCl + 5H2O;減少 K2FeO4在過量 Fe3+作用下的分解 KOH 溶液;KOH 溶液;異丙醇 (5) KNO 3、KCl【解析】(1)根據(jù)已知,C12與KOH在低溫下的反應(yīng)類似與 C12與NaOH在低溫下的反應(yīng)。 答案:Cl2+2KOH=KCl+KClO+H 2
34、O(2)第一步中氯氣過量,則第二步KOH是為了將氯氣反應(yīng)完全,同時生成的KC1O也是以下反應(yīng)的氧化劑, 可以使氯氣得到充分利用。答案:與反應(yīng)液中過量的氯氣繼續(xù)反應(yīng),生 成更多的KC1O ,提高氯氣的利用率,為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物。(3) K2FeO4是KC1O與F3(NO3)3通過氧化還原反應(yīng)得到的,則有Fe(NO3)3+KClOfK 2FeO4 ,再充分考慮溶液呈堿性配平反應(yīng)得到答案。2Fe(NO3)3+3KClO +10KOH=2K 2FeO4 + 6KNO 3+ 3KC1 + 5H2O根據(jù)已知, 已知K2FeO4具有下列性質(zhì):05,強堿性溶液中比較穩(wěn)定;Fe3+和+和Fe(OH)3催化作
35、用下發(fā)生分解; 在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成 Fe(OH) 3和O2,請完成下列填空:(1)已知C12與KOH在低溫下可制得 KC1O ,請寫出化學(xué)反應(yīng)方程式 。(2)在 反應(yīng)液”中加KOH固體的目的是 。(3)生產(chǎn)K2FeO4的化學(xué)反應(yīng)方程式為,制備K2FeO4時,須將Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到堿性的 KC1O濃溶液中,并且不斷攪拌,采用這種混合方式的原因Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解”,所以緩慢加入的 Fe(NO3)3可以迅速完全反應(yīng),避免Fe3+催化K2FeO4的分解,攪拌則可以使反應(yīng)可能釋放的熱量盡快散失,避免溶液的溫度升高導(dǎo)致 的產(chǎn)品分解。答案:減少K2FeO4在過量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低溫、強堿性溶液 中比較穩(wěn)定等)(4)此段為K2FeO4的分離提純??紤]到靜置過程中可能
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