制備方法 | 具體內(nèi)容 |
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鉀和KNO2等產(chǎn)物 |
濕法 | 強(qiáng)堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e(NO3)3與KClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鉀溶液 |
電解法 | 電解濃NaOH溶液制備N(xiāo)a2FeO4 |
分析 硝酸鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成了氫氧化鐵和硝酸鈉,氫氧化鐵料漿和次氯酸鈉反應(yīng)生成了高鐵酸鈉,反應(yīng)離子方程式是:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差,溫度不宜過(guò)高,加入濃KOH溶液,溶液中鉀離子濃度增大,將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4,有利于高鐵酸鉀析出.
(1)氧化劑為KNO3,被還原生成KNO2,還原劑為Fe2O3,被氧化生成K2FeO4,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算;
(2)硝酸鐵晶體在堿性條件下被次氯酸鈉氧化生成Na2FeO4,過(guò)濾除去雜質(zhì)NaCl、硝酸鈉,加入飽和KOH溶液后,將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4,反應(yīng)方程式為Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,洗去高鐵酸鉀晶體表面的KOH和其他雜質(zhì),得到純產(chǎn)品高鐵酸鉀.
①反應(yīng)方程式為:2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O;
②Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4而析出;
③由操作過(guò)程可知利用重結(jié)晶進(jìn)行提純,溶解后過(guò)濾除去氫氧化鐵,加入氫氧化鉀析出高鐵酸鉀,用乙醇洗滌,洗去可溶性雜化,并減少因溶解導(dǎo)致的損失;
④FeO42-具有強(qiáng)氧化性,可以氧化Cl-;
(3)陽(yáng)極是鐵,故陽(yáng)極上鐵放電生成FeO42-,結(jié)合堿性環(huán)境來(lái)寫(xiě)出電極方程式;根據(jù)OH-在陽(yáng)極被消耗,而在陰極會(huì)生成來(lái)分析可循環(huán)使用的物質(zhì).
解答 解:(1)氧化劑為KNO3,被還原生成KNO2,還原劑為Fe2O3,被氧化生成K2FeO4,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,則:(5-3)×n(KNO3)=2×n(Fe2O3)×(6-3),可得:n(KNO3):n(Fe2O3)=3:1,
故答案為:3:1;
(2)硝酸鐵晶體在堿性條件下被次氯酸鈉氧化生成Na2FeO4,過(guò)濾除去雜質(zhì)NaCl、硝酸鈉,加入飽和KOH溶液后,將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4,反應(yīng)方程式為Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,洗去高鐵酸鉀晶體表面的KOH和其他雜質(zhì),得到純產(chǎn)品高鐵酸鉀.
①反應(yīng)方程式為:2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O,反應(yīng)離子方程式為:3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O,
故答案為:3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
②該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小,加入飽和KOH溶液可以增大K+的濃度,減小高鐵酸鉀的溶解,促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出,
故答案為:該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小;
③由操作過(guò)程可知利用重結(jié)晶進(jìn)行提純,溶解后過(guò)濾除去氫氧化鐵,加入氫氧化鉀析出高鐵酸鉀,用乙醇洗滌,洗去可溶性雜化,并減少因溶解導(dǎo)致的損失,
故答案為:重結(jié)晶;過(guò)濾;乙醇;
④FeO42-具有強(qiáng)氧化性,Cl-被FeO42-氧化,消耗產(chǎn)品使產(chǎn)率降低,
故答案為:Cl-被FeO42-氧化,消耗產(chǎn)品使產(chǎn)率降低;
(3)陽(yáng)極是Fe失去失去電子,堿性條件下生成FeO42-,陽(yáng)極電極反應(yīng)式為:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,陰極室得到A溶液為NaOH溶液,可以循環(huán)利用,氫氧化鈉屬于離子化合物,電子式中需要標(biāo)出陰陽(yáng)離子所帶電荷,鈉離子直接用離子符號(hào)表示,氫氧根離子需要標(biāo)出最外層電子,NaOH的電子式為,
故答案為:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;.
點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)準(zhǔn)備工藝流程、電解原理等,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 18g D2O和18g H2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA | |
B. | ${\;}_{17}^{35}$Cl與${\;}_{17}^{37}$Cl得電子能力相同 | |
C. | 第IA族元素銫的兩種同位素137Cs比133Cs多4個(gè)質(zhì)子 | |
D. | 中子數(shù)為146、質(zhì)子數(shù)為92的鈾(U)原子:${\;}_{92}^{146}$U |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
名稱(chēng) | 相對(duì)分子質(zhì)量 | 性狀 | 熔點(diǎn) | 水溶性(常溫) |
間苯二酚 | 110 | 白色針狀晶體 | 110.7 | 易容 |
2-硝基-1,3-苯二酚 | 155 | 桔紅色針狀晶體 | 87.8 | 難溶 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) | |
B. | 催化劑能改變反應(yīng)的焓變 | |
C. | 催化劑能改變反應(yīng)的路徑,降低反應(yīng)所需的活化能 | |
D. | △H=E1+E2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
編號(hào) | A的初始濃 度/(mol•L-1) | B的初始濃 度/(mol•L-1) | 生成C的初始速 率/(mol•L-1•s-1) |
1 | 1.0 | 1.0 | 1.2×10-2 |
2 | 2.0 | 1.0 | 2.4×10-2 |
3 | 1.0 | 2.0 | 4.8×10-2 |
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