(本题14分)
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。
请回答下列问题:
(1).氯化铁有多种用途,请用离子方程式表示下列用途的原理。
①氯化铁做净水剂______________________;
②用FeCl3溶液(32%~35%)腐蚀铜印刷线路板____________________________。
(2).吸收剂X的化学式为 ;氧化剂Y的化学式为________________。
(3).碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
(4).过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为
2KOH+Na2FeO4→K2FeO4+2NaOH,请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_________。
(5).K2FeO4在水溶液中易发生反应:4FeO42+10H2O4Fe(OH)3+8OH+3O2↑。在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 (填序号)。
A.H2O | B.稀KOH溶液、异丙醇 |
C.NH4Cl溶液、异丙醇 | D.Fe(NO3)3溶液、异丙醇 |
(6).可用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度,有关反应离子方程式为:
①FeO42-+CrO2-+2H2O→CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-
②2CrO42-+2H+→Cr2O72-+H2O
③Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取1.980 g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中,加入稍过量的KCrO2,充分反应后过滤,滤液定容于250 mL容量瓶中。每次取25.00 mL加入稀硫酸酸化,用0.1000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为 。(答案用小数表示,保留3位小数)
下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。
注射器1中抽取了100mL CO2,U型管中装有适量小玻璃珠和约1.5g Na2O2粉末。实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U型管,注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的磨擦阻力)
(1)U型管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外,另一个重要作用是。
(2)U型管中可观察到的反应现象是。
(3)注射器I活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是。
(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完,接下来的操作是。
(5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是。
(6)本实验结束后固体产物板结,难以从U型管中取出,为了要证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从如下图示仪器和试剂中选择(填字母)。当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是。
某研究性学习小组探究铁粉与水蒸气反应后的固体的组成,铁粉与水蒸气反应的化学方程式为。
基于上述反应所得黑色固体粉末,研究性学习小组提出下列假设并欲做实验分析。
假设一:固体全部是Fe3O4
假设二:固体全部是Fe
假设三:固体是
取铁粉与水蒸气反应后的固体作为样品,进行如下实验探究。
探究1:取少量样品投入硫酸铜稀溶液中,若现象为,则假设一成立。
探究2:取1.68g样品在纯氧中灼烧后,若质量为g,则假设二成立。
经过实验探究,假设一、二都不成立。
探究3:取样品4.00g进行如下实验。
B中的溶液是;实验后经测定样品完全反应,D中剩余固体质量为3.36g,且测得E中沉淀质量为6.0g,则样品中Fe3O4的质量分数为;实验装置中有一明显缺陷是。
海水资源的开发和利用是当前科学研究的一项重要任务。下图是实验室模拟镁开发的流程图:
根据上述流程图,回答下列问题:
(1)操作I的名称是。
(2)步骤中②反应的化学方程式为。
(3)步骤④中加热时通入HCl气流的作用是。
(4)步骤⑤的离子反应方程式为。
(5)有人提出步骤⑤的副产物可在流程中再利用以提高海水的综合利用率。若A为上述流程中的某组分,则A、B分别为。
资料:(1)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色;(2)KMnO4在酸性条件的还原产物为Mn2+。某课题组为探究草酸亚铁晶体的化学性质,进行了一系列实验探究。
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到CO2生成。这说明草酸亚铁晶体具有(填“氧化性”、“还原性”或“碱性”)。若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O,则参加反应的KMnO4为 ______mol。
(2)资料表明:在密闭容器中加热到一定温度时,草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体。课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质,对黑色固体的组成提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部是FeO;假设二:;假设三:
(3)为验证上述假设一是否成立,课题组进行如下研究。
【定性研究】请你完成下表中内容。
实验步骤(不要求具体的操作过程) |
预期实验现象和结论 |
取少量黑色固体, |
|
【定量研究】课题组在文献中查阅到,FeC2O4·2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为: 。
根据图象,如有1.0 g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4 g。某同学由此得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论(填“同意”或“不同意”),并简述理由 。
重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途.我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:
中涉及的主要反应有:
主反应:4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反应: SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Cr(OH)3 |
完全沉淀时溶液pH |
4.7 |
3.7 |
11.2 |
5.6 |
试回答下列问题:
(1)“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是;
(2)“③”中调节pH至4.7,目的是;
(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式:;
(4)称取重铬酸钠试样2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL2mol•L-1H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①判断达到滴定终点的依据是: 。
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00ml,所得产品的中重铬酸钠的纯度(设整个过程中其它杂质不参与反应) 。