高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色氧化剂,是新型、高效、无毒的多功能水处理剂。
【资料】K2FeO4为紫色固体,可溶于水,微溶于浓KOH溶液,在强碱性溶液中比较稳定,在酸性或中性溶液中快速产生O2。
(1)制备K2FeO4。
①A为制取氯气的装置,其中盛放高锰酸钾的仪器名称为_______________。
②C为制备K2FeO4装置,KOH溶液过量的原因是___________________________________。
③D为尾气处理装置,发生反应的离子方程式为 。
(2)探究 K2FeO4的性质。取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黃绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明K2FeO4能否氧化Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案I | 取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。 |
方案Ⅱ | 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液溶解,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。 |
①由方案I中溶液变红可知a中含有___________。该离子的产生___________(填“能”或“不能”)判断一定是由K2FeO4被Cl-还原而形成的。
②K2FeO4在硫酸溶液中反应的离子方程式为 。
③方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是 。
(3)测定K2FeO4样品纯度还可用滴定法:
i.称取样品0.2200 g,溶于适量KOH 溶液中,加入过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)4]溶液,充分反应后过滤,向滤液中加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶;
ii.向溶液中加入8~9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,用 0.01000 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作三次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。
整个过程中发生的反应如下:Cr(OH)4-+FeO42- +3H2O =Fe(OH)3(H2O)3↓+CrO42-+OH-;
2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O;
Cr2O72-+6Fe2++14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O。
则该K2FeO4样品的纯度为 。
(15分)(1)①圆底烧瓶(1分)
②K2FeO4微溶于KOH溶液,在碱性溶液中较稳定(或有利于生成K2FeO4或其他合理答案)(2分)
③Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O(2分)
(2)90%(2分)
FeO42- →Fe(OH)3↓,Fe2+→Fe3+ ,根据得失电子守恒:25c×(6-3)=30×0.01×(3-2), 求得c=0.004mol/L,250×10-3×0.004×(39×2+56+16×4)÷0.22=90%。
(3)① Fe3+ (2分) 不能 (2分)
② 4 FeO42-+ 20 H+= 3 O2↑+ 4 Fe3++ 10H2O (2分)
③排除ClO−的干扰,防止干扰后续实验 (或其他合理答案)(2分)
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现有A、B、C、D、E五种强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)。
阳离子 | H+、Na+、A13+、Ag+、Ba2+ |
阴离子 | OH―、C1―、CO32―、NO3―、SO4― |
已知:①A、B两溶液呈碱性;C、D、E溶液呈酸性。
②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生;A溶液与C溶液反应只有气体产生(沉淀包括微溶物,下同)。
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀;C只能与D反应产生沉淀。
试回答下列问题:
(1)将C溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的A溶液中,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为: 。
(2)写出E溶液与过量的B溶液反应的离子方程式。
。
(3)已知:NaOH(aq)+HNO3(aq)=NaNO3(aq)+H2O(1);
△H=-a KJ・mol-1。请写出B与C的稀溶液反应的热化学方程式
。
(4)在100mL0.1mol・L-1E溶液中,逐滴加入35mL 2mol・L-1NaOH溶液,最终得到沉淀物质的量为 。