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高铁酸盐是一种新型绿色净水消毒剂,热稳定性差,在碱性条件下能稳定存在,溶于水发生...

高铁酸盐是一种新型绿色净水消毒剂,热稳定性差,在碱性条件下能稳定存在,溶于水发生反应:4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8OH-。回答下列问题:

1)工业上湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的工艺如图:

Na2FeO4中铁元素的化合价为___,高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为___(氧化还原反应复分解反应化合反应”)

②反应2加入饱和KOH溶液可转化析出K2FeO4,理由是__

2)化学氧化法生产高铁酸钠(Na2FeO4)是利用Fe(OH)3、过饱和的NaClO溶液和NaOH浓溶液反应,该反应的化学方程式为___;理论上每制备0.5molNa2FeO4消耗NaClO的质量为___(保留小数点后1位)。

3)采用三室膜电解技术制备Na2FeO4的装置如图甲所示,阳极的电极反应式为__。电解后,阴极室得到的A溶液中溶质的主要成分为___(填化学式)

4)将一定量的K2FeO4投入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中,测得剩余K2FeO4浓度变化如图乙所示,推测曲线I和曲线产生差异的原因是___

 

+6 氧化还原反应 该温度下Na2FeO4的溶解度大于K2FeO4 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O 55.9g Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O NaOH Fe2(SO4)3溶液水解显酸性,促进K2FeO4与水反应,从而降低K2FeO4的浓度 【解析】 (1)反应1中发生反应的化学方程式为2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O,向分离出的Na2FeO4中加入饱和KOH溶液反应生成粗K2FeO4; (2)Fe(OH)3、过饱和的NaClO溶液和NaOH浓溶液反应生成Na2FeO4,同时生成还原产物NaCl,结合守恒法写出该反应的化学方程式;根据电子守恒计算制备0.5molNa2FeO4消耗NaClO的质量; (3)电解时,阳极发生氧化反应生成FeO42-,阴极生成氢气和氢氧化钠; (4)由图可知,Fe2(SO4)3浓度越大,K2FeO4浓度越小,与铁离子的水解有关。 (1)①Na2FeO4中钠元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,则铁元素的化合价为0-(-2)×4-(+1)×2=+6价;高铁酸钠中铁元素为+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒,故高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为发生氧化还原反应; ②反应2加入饱和KOH溶液可转化析出K2FeO4,即加入饱和KOH溶液发生的反应为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH,说明该温度下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度; (2)Fe(OH)3、过饱和的NaClO溶液和NaOH浓溶液反应生成Na2FeO4,反应中Fe元素的化合价从+3价升高为+6价,Cl元素的化合价从+1价降为-1价,根据得失电子守恒、原子守恒,则该反应的化学方程式为2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O;设制备0.5mol的Na2FeO4消耗NaClO的质量为mg,则由电子守恒可知:0.5mol×3=[(+1)-(-1)],解得:m≈55.9; (3)根据装置图,Fe为阳极,电解时,阳极发生氧化反应生成FeO42-,电极方程式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴极生成氢气和氢氧化钠,则阴极室得到的A溶液中溶质的主要成分为NaOH; (4)由图可知,Fe2(SO4)3浓度越大,K2FeO4浓度越小,根据“高铁酸盐在碱性条件下能稳定存在,溶于水发生反应:4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8OH-”,则产生曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是Fe2(SO4)3溶液水解显酸性,促进K2FeO4与水反应从而降低K2FeO4浓度。  
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天然脑砂含少量NH4Cl,《唐本草》记载脑砂入药可以散瘀消肿。某学习小组设计下列步骤制取NH4Cl,并进行天然脑砂含量的测定。请回答相关问题:

步骤Ⅰ用氨气与适量氯气反应制取NH4Cl

1)装置A中仪器X的名称为___;若用浓盐酸与MnO2反应制取氯气,则该反应的离子方程式为___

2C中盛放的试剂是___;要得到干燥纯净的氯气,按照气流由左到右的顺序,上述ABC装置连接依次为a→___(用小写字母表示)

3)氨气与适量氯气混合反应可生成NH4Cl和一种无污染的气体,利用E装置模拟该反应。氨气应从___(用小写字母表示)通入,反应的化学方程式为___;观察到的现象是___

步骤Ⅱ天然脑砂中NH4Cl含量的测定

准确称取一定质量脑砂,与足量的氧化铜混合,如图所示进行实验。

已知:2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O

4)为完成NH4Cl含量的测定,请完成下列实验步骤:

加热前,称量H装置的总质量;当观察到___现象时,停止加热,冷却,___

5)如果不用J装置,测出NH4Cl的含量将___(偏高偏低无影响”)

 

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常温下,几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是(   

A.a点代表Fe(OH)3的饱和溶液

B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]

C.pH=7的溶液中,Cu2Mg2Fe2能大量共存

D.向各含0.1mol·L-1Cu2Mg2Fe2混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Mg2最先沉淀

 

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常温下,将除去表面氧化膜的AlCu片插入浓HNO3中组成原电池(1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。

下列说法错误的是(  

A.0~t1时,原电池的负极是Al

B.0~t1时,正极的电极反应式是+2H++e=NO2↑+H2O

C.t1后,原电池的正、负极发生互变

D.t1后,正极上每得到0.3mol电子,则负极质量减少2.7g

 

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有关下图及实验的描述正确的是(    )

A.用图1装置蒸发FeCl3溶液制备无水FeCl3

B.用图2装置精炼铝

C.用图3装置证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性

D.用图4装置可比较氯、碳、硅三种元素的非金属性强弱

 

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短周期主族元素WXYZ的原子序数依次增大,W2-X+的电子层结构相同,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,WY同族。下列说法一定正确的是(   

A.WX形成的化合物只含有离子键

B.离子半径:Y>Z>W

C.还原性:W2-Y2-

D.氧化物的水化物酸性:Y<Z

 

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