高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为:3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH主要的生产流程如下:
(1)写出反应①的离子方程式 。
(2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
上左图为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
右图为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
①工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
②若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:
。
若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式: 。
(4)K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42—+10H2O4Fe(OH)3+8OH—+3O2↑。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 溶液(填序号)。
A.H2O | B.CH3COONa、异丙醇 | C.NH4Cl、异丙醇 | D.Fe(NO3)3、异丙醇 |
氧化铁是一种红色的颜料,在工业上常以富含硫酸亚铁的废液为原料生产氧化铁,其主要流程如下:
已知步骤①中硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如下表所示.
温度/℃ |
0 |
10 |
30 |
50 |
56.7 |
60 |
64 |
70 |
80 |
90 |
||
溶解度/g |
14.0 |
17.0 |
25.0 |
33.0 |
35.2 |
35.3 |
35.6 |
33.0 |
30.5 |
27.0 |
||
析出晶体 |
FeSO4•7H2O |
FeSO4•4H2O |
FeSO4•H2O |
|||||||||
若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4•7H2O,控制的温度(t)为 ________________;
(1)步骤②需加一定量硫酸,其主要目的是________________;
(2)生产FeCO3浊液的离子方程式为________________;
(3)FeCO3浊液露置在空气中会出现红褐色的固体,该变化的化学方程式为___________;
(4)已知FeSO4•7H2O晶体在加热条件下发生反应,其中一种生成物会用于涂料中的着色剂。请写出FeSO4•7H2O分解的反应式___________________;利用如图装置可检验该反应的气体产物。
请填写下列空白:
①仪器的连接顺序为a 接_______、_____接_______、____接________、___接_____;
②装置C中的X为____________________。
实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下:
存在的主要副反应有:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据列如下表:
实验步骤如下:
取100mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混和酸,将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混和均匀。在50~60℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210℃馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)装置B的名称是___________。装置C的作用是_____________。
(2)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入到浓硫酸中,说明理由:________________。
(3)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的方法是______________________。
(4)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是__________________________。
(5)在蒸馏纯化过程中,因硝基苯的沸点高于140℃,应选用空气冷凝管,不选用直形冷凝管的原因是_______________________。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是______________________。
金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。教材中该实验曾出现过几种不同的演示方法,分别如下图中甲、乙、丙所示:
(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和Ca(OH)2溶液的水槽中加入一小块金属钠。下列现象描述正确的是________(填字母).
A.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失 |
B.钠熔化成一个光亮的小球 |
C.溶液底部有银白色物质生成 |
D.恢复到室温时,水槽底部有固体物质析出 |
(2)请补充并完成甲实验从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作:用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→__________________→用镊子夹取切好的金属钠投入到盛有Ca(OH)2溶液的水槽中。
(3)通过钠和水反应的实验,我们可以得到钠的物理性质有:____________。
(4)用装满水的矿泉水瓶按图丙所示方法进行实验,用手挤压矿泉水瓶(排出水的体积为16.8mL)再塞紧带有钠的塞子。待钠反应结束后,干瘪的带塞矿泉水瓶恢复成原状,假设瓶内、瓶外均属于标准状况,则所用的钠的质量为________。
某学习小组设计了如图所示的实验方案来制取次氯酸钠和探究氯水的性质。图中:①为氯气发生装置;②试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;③试管里是滴有酚酞的NaOH溶液;④为尾气吸收装置。请填写下列空白:
(1)实验前必须对整套装置进行的操作是 ;
(2)制取氯气时,在烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过__________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体,可在①与②之间安装盛有 (填写下列编号字母)的净化装置。
a.碱石灰 b.饱和食盐水 c.浓硫酸 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)写出②装置中发生的离子反应方程式 ;
(4)实验中可观察到③试管的实验现象是溶液褪色。某同学提出两种猜想:
猜想一:氯气与NaOH溶液发生反应使溶液褪色
猜想二: 。
请设计实验验证哪种猜想是正确的?
铁做为重要的金属元素与人类生产生活密切相关,某课外活动小组在学习了氧化剂和还原剂后,要利用实验验证铁及其化合物的性质。
请你帮助他们完成以下实验报告:
(1)实验目的:探究铁及其化合物的氧化性和还原性
(2)试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片
(3)仪器:胶头滴管, (你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器)。
(4)实验记录(虚线部分不必填写)
序号 |
实验内容 |
实验现象 |
离子方程式 |
实验结论 |
① |
在FeCl2溶液中滴入适量氯水 |
溶液由浅绿色变为棕黄色 |
Fe2+具有还原性 |
|
② |
在FeCl2溶液中加入锌片 |
Zn+Fe2+=Zn2++Fe |
||
③ |
在FeCl3溶液中加入足量铁粉 |
Fe+2Fe3+=3Fe2+ |
Fe3+具有氧化性 |
|
④ |
溶液由黄色变为蓝色 |
|
Fe3+具有氧化性 |
(5)实验结论:Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性。
①根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有: (填序号)。
A Cl2 B Na C Na+ D Cl- E NO2
②亚铁盐在溶液中易被氧化,而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该加入少量 防止亚铁盐被氧化。