高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色、高效的水处理剂,对病毒的去除率可达99.95%。已知K2FeO4在低于常温的碱性环境中稳定,酸性条件下,其氧化性强于KMnO4、Cl2等。某小组设计制备K2FeO4并测定其纯度的实验步骤如下:
I.制备次氯酸钾。在搅拌和冰水浴条件下,将Cl2通入浓KOH溶液,同时补加一定量KOH,产生了大量白色沉淀,抽滤后得到浓KClO滤液。
II.制备高铁酸钾(装置如图)
碱性条件下,向如图装置加入上述浓KClO 溶液与冰水浴磁子搅拌Fe(NO3)3;饱和溶液,反应一段时间,得到紫黑色溶液和大量白色沉淀,抽滤分离,用冰盐浴进一步冷却滤液得到K2FeO4粗品。
III.测定高铁酸钾样品的纯度。取0.300g上述步骤制备的K2FeO4样品于锥形瓶,在强碱性溶液中,用过量CrO2-与FeO42-反应生成 CrO42-和Fe(OH)3。稀硫酸酸化后加入指示剂,以0.150mol/L(NH)2Fe(SO4)2标准溶液滴定 Cr(VI)至 Cr3+,终点消耗 20.0mL。
(1)步骤I制备次氯酸钾的化学方程式为_____;“补加一定量KOH”的目的除了与过量Cl2继续反应生成更多KClO外,还在步骤II中起到___________的作用。
(2)根据 K2FeO4理论合成产率与合成条件响应曲面投影图(见图,虚线上的数据表示K2FeO4的理论合成产率),步骤II中控制的条件应是:温度______ (序号,下同),反应时间_____________。
a.0.0~5.0℃ b.5.0~10℃ c.10~15℃ d.40~50 min e.50~60 min f.60~70 min
(3)步骤II中,为了避免副产物K3FeO4的产生,Fe(NO3)3饱和溶液应放在仪器A中,A的名称是________;写出实验刚开始时生成FeO42-的离子方程式________。
(4)根据步骤皿I的测定数据,计算高铁酸钾样品纯度为_____(保留3位有效数字)。
(5)为探究酸性条件下FeO42-氧化性强弱,甲同学取步骤II所得K2FeO4粗品加入到少量盐酸中,观察到产生黄绿色气体,经检验气体为Cl2。该现象能否证明“酸性条件下FeO42-氧化性强于Cl2”,并说明理由_______________________________。
铜矾(主要成分 CuSO4·5H2O)是一种可用于食品添加的铜强化剂。现以某硫铁矿渣(含有 CuSO4、CuSO3、Cu2O及少量难溶于酸的Cu2S、CuS)制备铜矾的工艺过程如下:
(1)“1%硫酸酸浸”时,固液质量比为1:3并进行4~6次浸取,其目的是_________;
(2)“滤饼”中含有Cu,其中Cu在“反应1”中溶解的离子方程式为________;“废渣1”中只含有S单质,则“反应1”中Cu2S与Fe2(SO4)3反应的物质的量之比为_______。
(3)“反应2”中通入空气的目的是_______;结合离子方程式,说明“反应3”加入石灰石的作用________。
(4)为了提高硫铁矿渣的利用率和产品的产率,在“浓缩”前进行的必要操作是_____;分析下列溶解度信息,最适宜的结晶方式为_________。
t/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 |
CuSO4·5H2O/(g/100g H2O) | 23.1 | 27.5 | 32.0 | 37.8 | 44.6 | 61.8 | 83.8 |
(5)将铜矾、生石灰、水按质量比依次为1.0:0.56:100混合配制无机铜杀菌剂波尔多液,其有效成分为CuSO4·xCu(OH)2·yCa(OH)2。当x=1时,试确定y的值为____。
如图为室温下某二元酸H2M溶液中H2M、HM-、M2-的浓度对数lgc随pH的变化图象。下列分析错误的是
A.该二元酸溶液浓度为0.010 mol/L
B.pH=1.89时,c(H2M)=c(HM-)>c(M2-)
C.pH=7.0时,lgc(M2-)-lgc(HM-)=0.77
D.在NaHM溶液中,水的电离受到抑制
五种短周期主族元素 A、B、C、D、E相关信息如下表(含某些稳定结构与常见性质):
A2- | B的简单氢化物 | C | 金属单质D | E的氢化物水溶液 |
离子半径140pm | 正四面体 | 常见化合价-2、+4、+6 | 可溶于强碱溶液 | 强酸 |
下列叙述可能错误的是
A.D的简单离子半径小于140pm
B.氢化物沸点:A>B
C.最高价氧化物的水化物酸性:C>B
D.简单阴离子还原性:C>E
有机一无机活性材料的液流电池具有能量密度大、环境友好等特点。其负极反应为Zn-2e-+4NH3·H2O=Zn(NH3)42++4H2O,以LiPF6为电解质,工作示意图如图。电池放电过程中,下列说法错误的是
A.电子从负极经外电路流向正极
B.已知正极发生反应:+e-→,此过程为还原反应
C.负极附近溶液pH会降低
D.电解质溶液中的Li+自左向右移动
下列实验操作对应的现象和结论有错误的是
选项 | 操作 | 现象 | 结论 |
A | 向NaAlO2溶液中滴加少量醋酸溶液 | 产生白色沉淀 | 酸性:醋酸>Al(OH)3 |
B | 将Cl2通入紫色石蕊溶液中 | 溶液先变红后褪色 | Cl2水溶液具有酸性和漂白性 |
C | 对浸润液态石蜡油的碎瓷片加强热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液 | 溶液紫红色褪去 | 生成的气体一定为乙烯 |
D | 将SO2长时间通入Na2O2中,取反应后少量固体溶于水,加盐酸酸化,滴入BaCl2溶液 | 有白色沉淀产生 | 固体中含有一定量Na2SO4 |
A.A B.B C.C D.D