(15分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色氧化剂，在许多领-优题课

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(15分)高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种绿色氧化剂，在许多领域展现出广阔的应用前景。
（1）湿法制备K₂FeO₄:在KOH溶液中，用KC10直接氧化Fe(NO₃)₃即可制得K₂FeO₄。该反应的离子方程式为_________________________________。
（2）测定K₂FeO₄:样品纯度：i．称取样品mg，加入到盛有过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)₄]溶液的锥形瓶中充分反应；ii．将所得铬酸钠(Na₂CrO₄)溶液酸化；iii．在所得Na₂Cr₂O₇溶液中加入8—9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂，用c mol·L^－1(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V mL。整个过程中发生的反应如下：
i． Cr(OH)₄^－＋ FeO₄²^－＋ = Fe(OH)₃ (H₂O)₃↓＋ CrO₄²^－＋
ii．2CrO₄²^－＋2H^＋=Cr₂O₇²^－＋H₂O；
iii．Cr₂O₇²^－＋6Fe²^＋＋14H^＋=2Cr³^＋＋6Fe³^＋＋7H₂O
①配平方程式i；
②利用上述数据计算该样品的纯度为________________(用含字母的代数式表示)。
（3）高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25 ℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图所示：

i．pH=2．2时，溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________；为获得尽可能纯净的高铁酸盐，pH应控制在______________。
ii.已知H₃FeO₄^＋的电离常数分别为：K₁=2.51×10^－2，K₂=4.16×10^－4，K₃=5.01×10^－8，当pH=4时，溶液中 = 。
iii．向pH=6的高铁酸盐溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为______________。
（4）某新型电池以金属锂为负极，K₂FeO₄为正极，溶有LiPF₆的有机溶剂为电解质。工作时Li^＋通过电解质迁移人K₂FeO₄晶体中，生成K₂Li₂FeO₄。该电池的正极反应式为______________．

科目化学题型简答题难度困难

知识点：盐类水解的应用验证原电池的效果

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A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素。A和D最外层电子数相同；C、E最低负价相同。B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，A和C可形成两种常见的化合物甲和乙（相对分子质量甲<乙），D₂C中阳离子与阴离子的电子层结构相同。请回答下列问题：
（1）B的氢化物与E的氢化物比较，沸点较高的是（填化学式）。
（2）已知乙能与由A、C、D组成的化合物的溶液反应，请写出反应的离子方程式。
（3）A、B两种元素可形成一种离子化合物，该离子化合物的电子式为。
（4）向A、B、C三种元素组成的某盐溶液中滴加AgNO₃溶液生成白色沉淀，该反应的化学方程式为____________。已知该盐溶液呈酸性，0.1mol·L^-1该盐溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________________________。
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【化学与技术】
工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示：

某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）
（1）工业上用氨气制取NO的化学方程式是；
（2）连接好装置后，首先进行的操作是；
（3）通入a气体的目的是；
（4）盛有Na₂CO₃溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中发生反应的化学方程式是。
（5）已知：温度低于21.15℃时，NO₂几乎全部转变为N₂O₄，工业上可用N₂O₄与水反应来提高硝酸产率，N₂O₄与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是；
（6）一定条件下，某密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）=0.500mol/L，c（N₂O₄）=0.125mol/L．则2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常数K=，若NO₂起始浓度为2mol/L，相同条件下，NO₂的最大转化率为。

【物质结构与性质】
已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与P电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。
（1）基态E原子的价电子排布式为；
（2）AB₃^2-的立体构型是，其中A原子的杂化轨道类型是。
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（4）用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键。
（5）化合物DC₂的晶胞结构如图所示，该离子化合协晶体的密度为ag/cm³，则晶胞的体积是（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）

银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

（注： $A l （ O H)_{3}$ 和 $C u (O H)_{2}$ 开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极反应式为；滤渣 $A$ 与稀 $H N O_{3}$ 反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为。
（2）固体混合物 $B$ 的组成为；在生成固体 $B$ 的过程中，需控制 $N a O H$ 的加入量，若 $N a O H$ 过量，则因过量引起的反应的离子方程式为。
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： $C u O$ + $A l_{2} O_{3}$ $C u A l O_{2}$ +↑。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 $k g$ 废料中的铜可完全转化为 $m o l$ $C u A l O_{2}$ ，至少需要1.0 $m o l$ • $L^{- 1}$ 的 $A l_{2} (S O_{4})_{3}$ 溶液 $L$ 。
（5） $C u S O_{4}$ 溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。

大气中的部分碘源于 $O_{3}$ 对海水中 $I^{－}$ 的氧化。将 $O_{3}$ 持续通入 $N a I$ 溶液中进行模拟研究。
（1） $O_{3}$ 将 $I^{－}$ 氧化成 $I_{2}$ 的过程由3步反应组成：
① $I^{－} (a q) + O_{3} (g) = I O^{－} (a q) + O_{2} (g)$ $△ H_{1}$
② $I O^{－} (a q) + H^{+} (a q) ⇌ H O I (a q)$ $△ H_{2}$
③ $H O I (a q) + I^{－} (a q) + H^{+} (a q) ⇌ I_{2} (a q) + H_{2} O (l)$ $△ H_{3}$
总反应的化学方程式为，其反应 $△ H$ =。
（2）在溶液中存在化学平衡： $I_{2} (a q) + I^{－} (a q) ⇌ {I_{3}}^{－} (a q)$ ，其平衡常数表达式为。
（3）为探究 $F e^{2 +}$ 对氧化 $I^{－}$ 反应的影响（反应体系如图13），某研究小组测定两组实验中 ${I_{3}}^{－}$ 浓度和体系 $p H$ ，结果见图14和下表。

编号	反应物	反应前 $p H$	反应后 $p H$
第1组	$O_{3}$ + $I^{－}$	5.2	11.0
第2组	$O_{3}$ + $I^{－}$ + $F e^{2 +}$	5.2	4.1

①第1组实验中，导致反应后 $p H$ 升高的原因是。
②图13中的 $A$ 为。由 $F e^{3 +}$ 生成 $A$ 的过程能显著提高 $I^{－}$ 的转化率，原因是。
③第2组实验进行18 $s$ 后， ${I_{3}}^{－}$ 下降。导致下降的直接原因有（双选）。
A． $c (H^{+})$ 减小 B． $c (I^{－})$ 减小 C． $I_{2} (g)$ 不断生成 D． $c (F e^{3 +})$ 增加
（4）据图14，计算3～18 $s$ 内第2组实验中生成 ${I_{3}}^{－}$ 的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

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