【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是很好的凈水劑，高鐵酸鋇( BaFeO4)是高能電池陽(yáng)極的優(yōu)良材料。已知：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液，在酸性或中性溶液中能快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定；在堿性溶液中，NaCl、NaNO3、K2FeO4的溶解性都小于Na2FeO4；BaFeO4難溶于水和堿性溶液。某化學(xué)興趣小組欲制取“84”消毒液，進(jìn)而制取少量K2FeO4和 BaFeO4。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（實(shí)驗(yàn)一）選擇合適的儀器和試劑制取氯氣，進(jìn)而制備高濃度的“84”消毒液。

(1)選擇合適的儀器，導(dǎo)管接口正確的連接順序?yàn)?/span>___________；所選裝置(A或B)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________。

（實(shí)驗(yàn)二）用“84”消毒液制取K2FcO4

實(shí)驗(yàn)步驟：①用如圖所示裝置(夾持儀器略去)使反應(yīng)物充分反應(yīng)；②用砂芯漏斗對(duì)燒杯中的溶液進(jìn)行抽濾，向?yàn)V液中慢慢加入KOH溶液；③再用砂芯漏斗對(duì)步驟②的最后反應(yīng)混合物進(jìn)行抽濾，并用苯、乙醚洗滌沉淀，真空干燥后得K2FeO4。

(2)寫(xiě)出步驟①中物質(zhì)在20℃冷水浴中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。

(3)步驟②中能夠發(fā)生反應(yīng)的原因是______________________，步驟③中不用水，而用苯、乙醚洗滌沉淀的目的是_________________________________。

（實(shí)驗(yàn)三）將上述產(chǎn)品配成K2FeO4堿性溶液，再慢慢加入Ba(OH)2溶液，抽濾得 BaFeO4。

(4)若投入ag硝酸鐵晶體，得到bg高鐵酸鋇，則高鐵酸鋇的產(chǎn)率是___________。[已知Fe(NO3)3·9H2O的摩爾質(zhì)量為404g·mol－1， BaFeO4的摩爾質(zhì)量為257g·mol－1]

（實(shí)驗(yàn)四）利用如圖所示電解裝置也可以制得 BaFeO4。

(5)在___________(填“陽(yáng)極區(qū)”或“陰極區(qū)”)可得到高鐵酸鋇，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________。

【答案】a（或b）ihcdg MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O) 3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O 相同條件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度 避免K2FeO4與水反應(yīng)，減小K2FeO4的損失，便于K2FeO4的的干燥 或 陽(yáng)極區(qū) Fe+8OH-+Ba2+-6e-=BaFeO4+4H2O

【解析】

(1)與NaOH溶液反應(yīng)制取“84”消毒液的氯氣中不能含有HCl，但含有的水蒸氣不影響反應(yīng)，所以氯氣的制備裝置應(yīng)該連接除去氯化氫的飽和食鹽水，再連有冷水浴裝置的氫氧化鈉溶液，最后連接裝置E，防止剩余的氯氣污染空氣，故儀器正確的連接順序是a（或b）ihcdg；

裝置的選擇有兩種情況：選用固液加熱裝置A時(shí)就用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+H2O；選用固液不加熱裝置B時(shí)，就用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)，2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（2）隨著Fe(NO3)39H2O的加入和反應(yīng)3NaClO+Fe(NO3)3=3NaNO3+Fe(OH)3的進(jìn)行，另有反應(yīng)3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O開(kāi)始進(jìn)行，兩個(gè)反應(yīng)的總反應(yīng)為3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O；

(3)根據(jù)題干中已知物質(zhì)的溶解性情況，相同條件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,的溶解度,步驟2中的反應(yīng)為Na2FeO4+2KOH= K2FeO4+ 2NaOH，抽濾后得K2FeO4固體。用水洗滌產(chǎn)物時(shí)K2FeO4與水反應(yīng)，會(huì)加大其溶解消耗，用苯或乙醚洗滌，能減少K2FeO4的溶解損失，也便于K2FeO4的干燥；

（4）K2FeO4溶液與Ba(OH)2溶液混合后發(fā)生的反應(yīng)為K2FeO4+Ba(OH)2= BaFeO4+2KOH，從總體反應(yīng)關(guān)系看Fe(NO3)39H2O BaFeO4，ag Fe(NO3)39H2O理論上可以生成BaFeO4 ，BaFeO4的產(chǎn)率為；

（5）Fe作陽(yáng)極被氧化為FeO42-，FeO42-不能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜擴(kuò)散到陰極區(qū)，Ba2+與FeO42-反應(yīng)生成難溶的BaFeO4，所以在陽(yáng)極區(qū)可獲得高鐵酸鋇，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH-+Ba2+-6e-=BaFeO4+4H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】I “碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I－＋S2O82-===I3—＋2SO42-的反應(yīng)速率可以用遇加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來(lái)度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

①

②

③

④

⑤

c(I-)/mol/L

0.040

0.080

0.080

0.160

0.120

c(S2O82-)/mol/L

0.040

0.040

0.080

0.020

0.040

t/s

88.0

44.0

22.0

44.0

t1

回答下列問(wèn)題：

（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是____________________________________________________________。

（2）顯色時(shí)間t1為________。

（3）通過(guò)分析比較上述數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是___________________________________________________。

II根據(jù)反應(yīng)4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，試回答下列問(wèn)題。

（1）通常選用哪些物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率____________。

（2）當(dāng)生成SO2的速率為0.64 mol·L－1·s－1時(shí)，則氧氣減少的速率為________。

（3）如測(cè)得4 s后O2的濃度為2.8 mol·L－1，此時(shí)間內(nèi)SO2的速率為0.4 mol·L－1·s－1，則開(kāi)始時(shí)氧氣的濃度為________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】在一定條件下，在容積為2L的密閉容器中，將2 mol 氣體M和3 mol N氣體混合，發(fā)生如下反應(yīng)：2M(g)＋3N(g)xQ(g)＋3R(g)，該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，生成2.4mol R，并測(cè)得Q的濃度為0.4 mol/L，下列有關(guān)敘述正確的是

A. x值為2 B. 混合氣體的密度增大

C. N的轉(zhuǎn)化率為80% D. 混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變，不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)平衡

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，其中兩種為非金屬元素。W的氣態(tài)氫化物遇到其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物產(chǎn)生“白煙”，Z的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)的2倍，W和X的最外層電子數(shù)之和等于Z的族序數(shù)。在含X和Y的可溶性鹽溶液中通入過(guò)量的CO2，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與CO2體積的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 簡(jiǎn)單離子半徑：X>Y>Z>W

B. Z的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸

C. 含Y的陰離子溶液與含Y的陽(yáng)離子溶液能夠發(fā)生反應(yīng)

D. 工業(yè)上可用電解法或熱還原法制備X和Y的單質(zhì)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，因此研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。

(1)SO2的排放主要來(lái)自于煤的燃燒，工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2。已知吸收過(guò)程中相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

①SO2(g)+NH3·H2O(aq)==NH4HSO3(aq) △H1=akJ·mol－1；

②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)==(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) △H2=bkJ·mol－1；

③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq) △H3=ckJ·mol－1。

則反應(yīng)2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(1)的△H=___________kJ·mol－1。

(2)燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)

△H=－681.8kJ·mol－1對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理來(lái)減少SO2的排放。對(duì)于該反應(yīng)，在T℃時(shí)，借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下：

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

①0~10min內(nèi)，平均反應(yīng)速率v(O2)___________mol·L－1·min－1；當(dāng)升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K___________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷，改變的條件可能是___________(填字母)。

A加入一定量的粉狀碳酸鈣 B通入一定量的O2

C適當(dāng)縮小容器的體積 D加入合適的催化劑

(3) NOx的排放主要來(lái)自于汽車尾氣，人利用反應(yīng)

C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=－34.0kJ·mol－1，用活性炭對(duì)NO進(jìn)行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示：

由圖可知，1050K前反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升髙而增大，其原因?yàn)?/span>____________________；在1100K時(shí)，CO2的體積分?jǐn)?shù)為___________。

(4)用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___________[已知：氣體分壓(P分)=氣體總壓(Pa)×體積分?jǐn)?shù)]。

(5)為避免汽車尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染，需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－746.8k·mol－1，生成無(wú)毒的N2和CO2。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。

①達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)___________(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。

②若在1L的密閉容器中充入1 molCO和1 molNO，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則=___________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是

A. 稀有氣體比較穩(wěn)定是由于其分子中所有原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

B. 元素周期表有主族、副族、零族等共16縱列

C. 第四周期的Fe、Co、Ni均位于第VIIIB族，所以化學(xué)性質(zhì)相似

D. P3-對(duì)應(yīng)元素位于第三周期第VA族

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】（化學(xué)——選修3： 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

我國(guó)考古人員在秦陵挖掘的寶劍，到現(xiàn)在仍然鋒利無(wú)比，原因是劍鋒上覆蓋了一層鉻。鉻能形成多種化合物，主要化合價(jià)有＋2價(jià)、＋3價(jià)、＋6價(jià)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)鉻原子的外圍電子排布式為 ________；與鉻同周期的所有元素中，基態(tài)原子最高能層電子數(shù)與鉻原子未成對(duì)電子數(shù)相同的元素是 ________。

(2)鉻原子的各級(jí)電離能(I：kJ·mol－1)數(shù)據(jù)如下表所示，鉻原子逐級(jí)電離能增大的原因是 ________。

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

652.9

1590.6

2987

4743

6702

8744.9

15455

(3)CrCl3·6H2O實(shí)際上是配合物，配位數(shù)為6，其固體有三種顏色，其中一種暗綠色固體與足量硝酸銀反應(yīng)時(shí)，1mol 固體可生成1mol氯化銀沉淀。則這種暗綠色固體的化學(xué)式為 ________，其中鉻的配體水分子的VSEPR模型為 ________，該配合物中存在的作用力有 ________ (填標(biāo)號(hào))。

A．離子鍵 B．配位鍵 C．共價(jià)鍵 D．金屬鍵

(4)CrO3能將乙醇氧化為乙醛，二者的相對(duì)分子質(zhì)量相近，但乙醇的沸點(diǎn)比乙醛高，原因是 ________。

(5)某鑭(La)鉻(Cr)型復(fù)合氧化物具有巨磁電阻效應(yīng)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

①該晶體的化學(xué)式為 ________。

②該晶體中距離鑭原子最近的鉻原子有 ________個(gè)；若兩個(gè)距離最近的氧原子核間距為a pm，組成物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為b g·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則晶體密度的表達(dá)式為 ______ g·cm－3。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】有機(jī)物W用作調(diào)香劑、高分子材料合成的中間體等，制備W的一種合成路線如下。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）F的化學(xué)名稱是_______________，①的反應(yīng)類型是_______________。

（2）B中含有的官能團(tuán)是_______________（寫(xiě)名稱），

（3）D聚合生成高分子化合物的化學(xué)方程式為________________。

（4）反應(yīng)③的化學(xué)方程式是___________________。

（5）芳香化合物N是A的同分異構(gòu)體，其中核磁共振氫譜為三組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________________。

（6）分子式C9H10O2的有機(jī)物，其結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)且可以與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的同分異構(gòu)體有__________________種(不考慮立體異構(gòu))。

（7）參照有機(jī)物W的上述合成路線，設(shè)計(jì)以M為起始原料制備F的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選)。____________

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(提示BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO42-(aq)的平衡常數(shù)Ksp＝c(Ba2＋)·c(SO42-)，稱為溶度積常數(shù)。)

A．加人Na2SO4可以使溶液由a 點(diǎn)變到b 點(diǎn)

B． 通過(guò)蒸發(fā)可以使溶液由d 點(diǎn)變到c 點(diǎn)

C．d 點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成

D．a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

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