铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下所示。
干法:Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
湿法:强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
(1)高铁酸钾在处理水的过程中所起的作用有 。
(2)“氧化”过程中发生反应的离子反应方程式为 。
(3)沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用是: 。
(4)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。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2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。
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 。
(5)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.KOH、异丙醇 c.NH4Cl、异丙醇 d.Fe(NO3)3、异丙醇
(6)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+Fe(OH)3+4KOH,下列叙述正确的是
A.放电时FeO42-向正极移动 |
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O |
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化 |
D.充电时溶液的碱性减弱 |
以钛酸亚铁(FeTiO3)为原料制取BaTiO3的过程如下图所示:
(1)FeTiO3与稀硫酸反应,产物有TiOSO4、H2O和(填化学式)。
(2)已知:TiO2(s)+H2SO4(aq)=TiOSO4(aq)+H2O (l) △H=akJ·mol-1
H2TiO3(s)=TiO2(s)+H2O (l) △H=b kJ·mol-1
写出TiOSO4水解生成H2TiO3的热化学方程式。
(3)写出TiO2生成BaTiO3的化学方程式。
4种短周期元素相对位置如下表。M元素既是构成生物体的基本元素,又是构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。回答下列问题:
(1)X的原子结构示意图为。
(2)0.1 molQ的10电子氢化物与CuO反应生成Cu2O、H2O和Q单质时,生成Cu2O的物质的量是。
(3)Y的氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式是。
(4)HR是含M元素的一元酸。常温下,0.1 mol·L-1 HR溶液中,c(H+)=1.3×10-3 mol·L-1。则HRH++R-的电离平衡常数Ka=(保留一位小数)。
用如图所示装置做“铜与浓硝酸反应”的实验。
(1)从试剂瓶中取出一小块铜片放入试管中,需用的仪器是。
(2)棉花应蘸溶液(填化学式)。
(3)试管中除了溶液变成绿色外,还会出现的现象是(填序号)。
A.有红棕色气体生成,上下颜色相同
B.有红棕色气体生成,上部颜色较浅
C.有红棕色气体生成,下部颜色较浅
(4)实验结束后,对试管内残留物的处理方法是。
向含2 mol H2SO4和1 mol HNO3的混合稀溶液中加入过量的锌,假设HNO3被还原的产物全部为NO。
①写出反应的离子方程式。
②生成的气体在标况下的体积为:。
金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。
(1)钠、铝、铁三种金属元素所形成的各种氧化物中具有强氧化性的是(填化学式,下同);适宜做耐火材料的是。
(2)若Na2CO3粉末中混有少量NaHCO3杂质,最适宜的除杂方法是,反应的化学方程式为。
(3)要除去铁粉中混有的少量铝粉,适宜的试剂是,发生反应的离子方程式为。
(4)取少量FeCl2溶液,按下图所示操作,使其跟NaOH溶液反应。可观察到的实验现象是。
(5)向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是(填序号)。
A.有铜无铁 | B.有铁无铜 | C.铁、铜都有 | D.铁、铜都无 |