高鐵酸鉀是一種高效的多功能水處理劑.工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產,原理為:3NaClO+2Fe(NO33+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O,Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的成產流程如圖1:
(1)寫出反應①的離子方程式
 

(2)流程圖中“轉化”是在某低溫下進行的,說明此溫度下Ksp(K2FeO4
 
Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”).
(3)反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產率都有影響.
圖2為不同的溫度下,F(xiàn)e(NO33不同質量濃度對K2FeO4生成率的影響;
圖3為一定溫度下,F(xiàn)e(NO33質量濃度最佳時,NaClO濃度對K2FeO4生成率的影響.
   ①工業(yè)生產中最佳溫度為
 
℃,從圖2和圖3中可知,F(xiàn)e(NO33與NaClO兩種溶液濃度均為最佳時,其質量濃度之比為
 
..
   ②若NaClO加入過量,反應過程中會生成Fe(OH)3沉淀,寫出該反應的離子方程式:
 

若Fe(NO33加入過量,在堿性介質中K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應生成K3FeO4,此反應的離子方程式:
 
考點:物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計
專題:實驗設計題
分析:(1)氯氣是酸性氣體,能和燒堿溶液反應生成NaCl和NaClO;
(2)從難溶電解質的沉淀轉化的角度分析;
(3)①尋找最佳溫度要具備的條件:該溫度下反應速率快,生成高鐵酸鉀的產率較大兩方面;
②從鹽類的水解角度分析;根據(jù)反應物和生成物書寫反應的離子方程式.
解答: 解:根據(jù)流程,得到高鐵酸鉀,工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產,原理為:向氫氧化鈉中通入氯氣,可以得到次氯酸鈉溶液,調節(jié)pH,向其中加入硝酸鐵,次氯酸鈉可以將之氧化,3NaClO+2Fe(NO33+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O,過濾,即可得到高鐵酸鈉,向其中加入氫氧化鉀,可以得到高鐵酸鉀,即Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH.
(1)氯氣是酸性氣體,能和燒堿溶液反應,反應實質為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)根據(jù)反應Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH可知,反應生成溶解度更小的物質,說明此溫度下Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4),故答案為:<;
(3)①尋找最佳溫度要具備的條件:該溫度下反應速率快,生成高鐵酸鉀的產率較大兩方面,所以工業(yè)生產中最佳溫度為26℃,因為在該溫度下生成高鐵酸鉀的產率最大,此時Fe(NO33與NaClO兩種溶液最佳質量濃度之比為
330
275
=1.2,即6:5,故答案為:26;6:5;
②若NaClO加入過量,氧化過程中會生成Fe(OH)3,原因是NaClO水解呈堿性,F(xiàn)e(NO33水解呈酸性,二者發(fā)生互促水解,反應的離子方程式為3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO,堿性介質中K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應生成K3FeO4,反應的離子方程式為2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O,
故答案為:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO;2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O.
點評:本題考查物質的制備方案的設計,題目難度中等,解答本題時注意把握題給信息,學習中注重知識遷移能力的培養(yǎng).
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

下列說法正確的是( 。
A、HD、CaCl2、NaOH、HCl四種物質都屬于化合物
B、有單質參加或生成的反應一定屬于氧化還原反應
C、金屬氧化物不一定是堿性氧化物,酸酐不一定是酸性氧化物
D、金屬單質只能做還原劑,非金屬單質只能做氧化劑

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列說法正確的是( 。
A、葡萄糖能氧化新制氫氧化銅生成紅色的氧化亞銅(Cu2O)
B、甲烷、苯、乙醇和乙酸在一定條件下都能發(fā)生取代反應
C、羊毛、蠶絲、棉花和麻等天然高分子材料的主要成分都是蛋白質
D、乙酸和甲酸乙酯互為同分異構體

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短周期的三種主族元素X、Y、Z,原子序數(shù)依次變小,原子核外電子層數(shù)之和是5.X元素原子最外電子層上的電子數(shù)是Y和Z兩元素原子最外電子層上的電子數(shù)的總和;Y元素原子的最外電子層上的電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍,X和Z可以形成XZ3的化合物.請回答:
(1)X元素的符號是
 
;Y元素的名稱是
 
;Z元素的名稱是:
 

(2)寫出工業(yè)上用X和Z單質合成XZ3的化學方程式:
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

用質量分數(shù)為98%,密度為1.84g/cm3的濃硫酸來配置500ml,0.2mol/L的稀硫酸.可供選擇①玻璃棒 ②燒瓶 ③燒杯 ④膠頭滴管 ⑤量筒 ⑥容量瓶 ⑦托盤天平 ⑧藥匙.請回答下列問題:
(1)上述儀器中,在配制稀硫酸時用不到的有 (填代號)
 

(2)經(jīng)計算,需濃硫酸的體積為 (保留一位小數(shù));
 
ml.
(3)將濃硫酸加入到適量蒸餾水中稀釋后,冷卻片刻,隨后全部轉移到
 
 中,轉移時應用玻璃棒
 
.轉移完畢,用少量蒸餾水洗滌玻璃棒和燒杯2~3次,并將洗滌液全部轉移到容量瓶中,再加適量蒸餾水,振蕩容量瓶,使溶液混合均勻.然后緩緩地把蒸餾水直接注入容量瓶直到液面接近瓶頸刻度
 
 cm處,改用
 
滴加蒸餾水,使
 
.塞上瓶塞、搖勻后,把溶液倒入試劑瓶、貼上標簽.
(4)下列操作結果使溶液物質的量濃度偏高的是
 
(填代號).
A.濃硫酸加適量蒸餾水稀釋后馬上轉入容量瓶中.
B.容量瓶洗滌后,未經(jīng)干燥處理
C.定容時,俯視容量瓶的刻度線       
D.定容時,仰視容量瓶的刻度線.

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科目:高中化學 來源: 題型:

以下是工業(yè)上處理含苯酚的廢水并對其加以回收利用的工業(yè)流程:

回答下列問題:
(1)設備①進行的是操作
 
(寫操作名稱),實驗室這一步操作所用的儀器是
 
;
(2)由設備②進入設備③的物質A是
 
,由設備③進入設備④的物質B是
 
;
(3)在設備③中發(fā)生反應的化學方程式為
 
;
(4)在設備④中,物質B、的水溶液和CaO反應,產物是
 
 
和水,可通過
 
操作(填寫操作名稱)分離產物;
(5)上圖中,能循環(huán)使用的物質是C6H6、CaO、
 
、
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列溶液中肯定為酸性的是( 。
A、含H+的溶液
B、pH<7的溶液
C、c(OH-)<c(H+)的溶液
D、能和NaOH發(fā)生反應的溶液

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列實驗操作正確的是(  )
A、蒸發(fā)時,將蒸發(fā)皿放置在鐵架臺的鐵圈上直接用酒精燈外焰加熱
B、蒸餾時,溫度計水銀球浸入圓底燒瓶內液面之下,冷凝水從冷凝管下口進
C、萃取時,分別用兩個燒杯從下口接收有機層和水層
D、配制100ml 0.100 mol/L的硫酸銅溶液時,可將2.50克膽礬溶于100mL蒸餾水中

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列說法正確的是(  )
A、明礬和漂白粉常用于自來水的凈化和殺菌消毒,兩者的作用原理相同
B、用PH試紙測得氯水的PH約為3
C、純凈的H2在Cl2中安靜的燃燒,發(fā)出蒼白色的火焰,集氣瓶口有白煙生成
D、氯氣能與水反應生成次氯酸和鹽酸,久置氯水最終變?yōu)橄←}酸

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