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某小組同學(xué)在實驗室制備高鐵酸鉀(K2FeO4),并探究制備的適宜條件。制備K2FeO4的實驗裝置如圖(夾持裝置略)。
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資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液。
(1)裝置A中產(chǎn)生Cl2的化學(xué)方程式是
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(錳被還原為Mn2+)。
(2)研究試劑a對K2FeO4產(chǎn)率的影響,對比實驗如下。
實驗編號 試劑a 實驗現(xiàn)象
FeCl3和少量KOH 無明顯現(xiàn)象
FeCl3和過量KOH 得到紫色溶液,無紫色固體
Fe(NO33和過量KOH 得到紫色溶液(顏色比Ⅱ深),有紫色固體
上述實驗中,溶液總體積、FeCl3和Fe(NO33的物質(zhì)的量、Cl2的通入量均相同。
①實驗Ⅱ、Ⅲ產(chǎn)生K2FeO4,將方程式補充完整。
還原反應(yīng):
Cl2+2e-=2Cl-
Cl2+2e-=2Cl-
。
氧化反應(yīng):
1
1
Fe(OH)3+
5
5
OH--
3
3
e-=
1
1
F
e
O
2
-
4
+
4H2O
4H2O
。
②對實驗Ⅰ未產(chǎn)生K2FeO4而實驗Ⅱ能產(chǎn)生的原因提出假設(shè):實驗Ⅱ溶液堿性較強,增強+3價鐵的還原性。以下實驗證實了該假設(shè)。
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步驟1:通入Cl2,電壓表示數(shù)為V1;
步驟2:向右側(cè)燒杯中加入
KOH固體
KOH固體
(填試劑),電壓表示數(shù)為V2(V2>V1)。
③反思裝置B的作用:用飽和NaCl溶液除去HCl,用平衡移動原理解釋
氯氣溶于水時存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應(yīng)ⅱ進行,減少Cl2的溶解
氯氣溶于水時存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應(yīng)ⅱ進行,減少Cl2的溶解

④實驗Ⅱ中K2FeO4的產(chǎn)率比實驗Ⅲ低,試解釋原因:
II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進行(或根據(jù)反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱)
II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進行(或根據(jù)反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱)

(3)向?qū)嶒灑蛩米仙芤褐欣^續(xù)通入Cl2,觀察到溶液紫色變淺??赡茉蚴峭ㄈ隒l2后發(fā)生
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(填離子方程式)而使溶液堿性減弱,進而導(dǎo)致K2FeO4分解。

【答案】2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;Cl2+2e-=2Cl-;1;5;3;1;4H2O;KOH固體;氯氣溶于水時存在如下平衡:?。瓹l2(g)?Cl2(aq),ⅱ.Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,使用飽和NaCl溶液,增大c(Cl-),抑制反應(yīng)ⅱ進行,減少Cl2的溶解;II中c(Cl-)大,不利于2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH?2K2FeO4+6KCl+8H2O正向進行(或根據(jù)反應(yīng):Cl2+2e-=2Cl-,II中c(Cl-)大,Cl2的氧化性減弱);Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/5/17 8:0:8組卷:12引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
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    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     
    。
    (2)檢驗第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號)。
    A.KMnO4溶液    B.K3[Fe(CN)6]溶液    C.KSCN溶液
    (3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
     
    ;然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     
    。
    (4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價為
     
    。該納米材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     

    (5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
    H
    2
    S
    O
    4
    135
    CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。
    實驗裝置圖如圖:
    實驗步驟:
    Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
    Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
    請回答下列問題:
    (1)儀器B的名稱為
     

    (2)分水器使用前
     
    (填“需要”或“不需要”)檢漏,步驟Ⅰ中的X的范圍為
     
    (填序號)。
    A.0~1
    B.1~2
    C.2~3
    (3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實驗中的可能作用是
     
    (填序號)。
    A.移走生成物水,同時讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
    B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
    C.實驗過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時,停止反應(yīng)
    (4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
     
    。
    (5)本實驗粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
     
    (填“能”或“不能”),理由是
     
    。
    (6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為
     
    %(保留兩位小數(shù))。

    發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5
  • 3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點:38.3℃,沸點233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2 
    高溫
    TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(  )
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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