高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。
(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式: 。
(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是 。研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而“钝化”。写出产生O2的电极反应方程式: 。
(3)FeO42—易与水4h生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中FeO42—浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是 (填编号)
①过滤:掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0
(4)在相同的pH条件下,经过相同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图2。
随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是 。
(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有 (至少答一点)。
一种溶液里可能含有OH-、Cl-、CO、SO
四种离子中的一种或几种。取少量这种溶液分别盛于三支试管中,进行如下实验:
(1)向第一支试管中滴入酚酞试液,溶液变红。
(2)向第二支试管中加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成。
(3)向第三支试管中逐滴加入稀HNO3溶液,有无色气体生成,该气体能使澄清石灰水变浑浊;继续加入稀HNO3使溶液呈酸性时,再加入Ba(NO3)2溶液不产生沉淀。
试判断:该溶液中肯定含有___________离子,肯定没有___________离子,不能肯定有没有的是_________离子。(每空2分,共6分)
(8分)实验员不慎忘了给新配制的溶液贴标签,只知道这四瓶液体是:蛋白质溶液、淀粉溶液、淀粉酶溶液和蒸馏水。现有碘试剂和三氯乙酸(会使蛋白质变性,蛋白质溶液变浑浊),请你用这两种试剂,以最佳方法和步骤区分四种未知溶液。
(9分)分别设计化学实验,用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化:
供选用的药品和仪器:明矾溶液、甲基橙试液、酚酞试液、pH试纸、NaOH溶液、酒精灯、半透膜、电泳仪、聚光束仪等。
(1)证明明矾发生了水解反应:。
(2)证明其水解反应是一个吸热反应:。
(3)证明生成了胶体:。
实验室可用右图所示装置进行CO和CO2混合气体的分离和干燥。已知a为止水夹,b为分液漏斗丙的活塞。可供选用的试剂有NaHCO3溶液、NaOH溶液、浓硫酸、无水氯化钙、稀硫酸。试回答:
(1)广口瓶甲中应放的试剂为___________,广口瓶乙中应放的试剂为___________,分液漏斗丙中应放的试剂为___________。
(2)第一步应先分离出______,分离时应先关闭______,打开______,发生反应的离子方程式是_____________。
(3)第二步分离出_____________时,先关闭_____________,打开___________,发生反应的离子方程式为______________________。
某钠盐溶液可能含有阴离子
,
,
,
,
,
,
。为鉴定这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①测得混合液呈碱性;
②加
后,生成无色无味气体。该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;
③加
,滴加少量氯水,振荡后,
层未变色;
④加
溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加人足量盐酸,沉淀不能完全溶解;
⑤加
酸化后,再加过量
,溶液中析出白色沉淀。
(1)分析上述 5 个实验,写出每一实验鉴定离子的结论与理由。
实验①;
实验②;
实验③;
实验④;
实验⑤;
(2)上述 5 个实验不能确定是否存在的离子是。