高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。其生產工藝如下:
已知:① 2KOH + Cl2 =" KCl" + KClO + H2O(條件:溫度較低)
② 6KOH + 3Cl2 =" 5KCl" + KClO3 + 3H2O(條件:溫度較高)
③ 2Fe(NO3)3 + 2KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O
回答下列問題:
(1)該生產工藝應在 (填“溫度較高”或“溫度較低”)的情況下進行;
(2)寫出工業(yè)上制取Cl2的化學方程式 ;
(3)K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因 ;
(4)與MnO2 -Zn電池類似,K2FeO4 -Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應式為________,該電池總反應的離子方程式為_____。
(5)在“反應液I ”中加KOH固體的目的是① ,② ;
(6)從“反應液II ”中分離出K2FeO4后,副產品是 (寫化學式)。
(1)溫度較低(1分)
(2)2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑(2分)
(3)+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性,可殺菌消毒;(1分)還原產物Fe元素為+3價,在水中形成Fe(OH)3膠體,可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉。(1分)
(4)FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-;(2分)
2FeO42-+8H2O+3Zn 2Fe(OH)3+ 3Zn(OH)3+4OH-(2分)
(5)與“反應液I”中過量的Cl2繼續(xù)反應,生成更多的KClO;為下一步反應提供反應物(各2分)
(6)KNO3 KCl(2分)
解析試題分析:(1)由工藝流程及③可知,利用Fe(NO3)3與KClO制備K2FeO4,由信息②可知溫度較高KOH與Cl2反應生成的是KClO3.由信息①可知,在低溫下KOH與Cl2反應生成的是KClO.故選擇低溫較低,故答案為:溫度較低;
(2)工業(yè)是利用電解飽和食鹽水制取氯氣.反應方程式為:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)K2FeO4中鐵元素化合價為+6價,價態(tài)高,易得電子,表現強氧化性,+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性,可殺菌消毒;還原產物Fe元素為+3價,在水中形成Fe(OH)3膠體,可吸附水中懸浮物并使泥沙聚沉;
(4)原電池的負極發(fā)生氧化反應,正極電極反應式為:①FeO42-+3eˉ+4H2OFe(OH)3+5OH-;負極電極反應為:②Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2;依據電極反應的電子守恒,①×2+②×3合并得到電池反應為:3Zn+2FeO42-+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-,
(5)由工藝流程可知,反應液I中有過量的Cl2反應,加KOH固體的目的是與過量的Cl2繼續(xù)反應,生成更多的KClO.為下一步反應提供反應物;
(6)由工藝流程及③可知,從“反應液II”中分離出K2FeO4后,會有副產品KNO3、KCl.
考點:考查對工藝流程的理解。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯合制堿法”(侯氏制堿法)兩種工藝。
①“氨堿法”產生大量CaCl2廢棄物,寫出該工藝中產生CaCl2的化學方程式 ;
②寫出“聯合制堿法”有關反應的化學方程式________________。
③CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同______________________________________;
(2)鋼鐵工業(yè)對促進經濟和社會發(fā)展起了重要作用。
① 煉鋼時,加入硅、錳和鋁的目的是_______________________。
② 不銹鋼含有的Cr元素是在煉鋼過程的氧吹____(填“前”或“后”)加入。
③ 煉鐵和煉鋼生產中,尾氣均含有的主要污染物是________。從環(huán)保和經濟角度考慮,上述尾氣經處理可用作_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)
LiPF6是鋰離子電池中廣泛應用的電解質。某工廠用LiF、PCl5為原料,低溫反應制備LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸點是-85.0 ℃,HF的沸點是19.5 ℃。
(1)第①步反應中無水HF的作用是 、 。反應設備不能用玻璃材質的原因是 (用化學方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性,工廠安全手冊提示:如果不小心將HF沾到皮膚上,可立即用2%的 溶液沖洗。
(2)該流程需在無水條件下進行,第③步反應中PCl5極易水解,其產物為兩種酸,寫出PCl5水解的化學方程式: 。
(3)第④步分離采用的方法是 ;第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是 。
(4)LiPF6產品中通;煊猩倭縇iF。取樣品wg。測得Li的物質的量為nmol,則該樣品中LiPF6的物質的量為 mol(用含有w、n的代數式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
鋯產業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產業(yè),鋯(Zr)元素是核反應堆燃料棒的包裹材料,二氧化鋯(ZrO2)可以制造耐高溫納米陶瓷。我國有豐富的鋯英石(ZrSiO4),含Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質,生產鋯流程之一如下:
試回答下列問題:
(1)寫出上述流程中高溫氣化的反應方程式(碳轉化成CO): ;
(2)寫出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反應方程式 ;
(3)關于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說法不正確的是 (單選)。
A.二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料 |
B.1納米=10-10米 |
C.鋯合金的硬度比純鋯要高 |
D.日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應產生的氫氣爆炸引起 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
磷酸鹽骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。醫(yī)藥工業(yè)利用共沉淀原理,通過控制Ca/P物質的量比n(Ca)/n(P)]制備相應產品[Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2的n(Ca)/n(P)分別為1.67和15]流程如下:
(注:Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2和CaHPO4均難溶于水;Ca(H2 PO4)2溶液pH<7)
下表為n(Ca)/n(P)=1.5時,不同pH值制得濾餅的產率以及分析結果:
(1)流程中強調“滴加速度100mL/45min的作用是 。流程中調pH選氨水,不選生石灰或石灰乳的理由是 。
(2)從表中數據分析生成Ca3(PO4)2時,“pH=x”中的x的最佳取值為 ,濾餅的化學成分Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4和 。
(3)酸性條件下產率偏低的原因是 。
(4)“高溫煅燒”濾餅,化學反應方程式為 。
(5)如圖是生產羥基磷灰石時得到的實驗曲線,依據圖上信息計算磷的初始濃度為0.70mmol/L,pH=10.0條件下反應前10min內磷的沉淀速率為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
高鐵酸鈉(Na2FeO4)具有很強的氧化性,是一種比氯氣更好的凈水消毒劑。工業(yè)上可以通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉,生產過程如下,回答下列問題:
(1)氯氣作凈水消毒劑是因為它溶于水生成了________,它有強的氧化性,能殺菌消毒。
(2)步驟②反應的離子方程式是 。
(3)從溶液Ⅰ中分離出Na2FeO4后,還有副產品Na2SO4、NaCl,則步驟③中反應的離子方程式為 。
(4)將一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同),溶液中Na2FeO4濃度變化如圖曲線Ⅰ、Ⅱ所示,試推測曲線II比曲線I對應的污水pH________(填“高”或“低”)。
(5)通過計算得知Na2FeO4的消毒效率(以單位質量得到的電子數表示)約是氯氣的_____倍
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
用芒硝(Na2SO4 °10H2O)制備純堿、明礬銨[(NH4)2Al(SO4)2°12H2O]的生產工藝流程如下圖:
(1)溶液C中的溶質主要是_____________
(2)明礬銨的溶液呈_____性,明礬銨可用于凈水,用離子方程式說明其原理______________________
(3)過程Ⅰ中的反應溫度不能超過40℃,其原因是______________________________
(4)運用化學平衡原理解釋Na2SO4稍過量的原因
(5)若將Al2(SO4)3加入到A中會產生大量的沉淀和氣體,導致明礬銨的產量降低,請用離子方程式解釋產生該現象的原因是___________________________________________
(6)溶液E中的溶質離子為__________________
(7)已知明礬銨的溶解度隨著溫度的升高而增大,過程Ⅱ中得到明礬銨的系列實驗操作是: 、 、過濾、洗滌、干燥。
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科目:高中化學 來源: 題型:單選題
某復合材料是以人工碳纖維為增強體、金屬鈦為基體復合而成的。估計這種材料具有的性質或用途是( )。
①耐高溫;②不耐熱;③導電、導熱;④不導電、不導熱;⑤可用于飛機機翼;⑥可用于導彈的殼體
A.①③⑤⑥ | B.②③⑤⑥ |
C.②③④ | D.③④⑤ |
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科目:高中化學 來源: 題型:單選題
下列關于工業(yè)生產說法錯誤的是( )
A.在侯氏制堿工業(yè)中,向飽和氯化鈉溶液中先通入氨氣,后通入二氧化碳 |
B.在硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)中,皆采用循環(huán)操作提高原料利用率 |
C.在氯堿工業(yè),電解槽被離子交換膜隔成陰極室和陽極室 |
D.工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法制取金屬鋁 |
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