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使用次数:112
更新时间:2020-03-05
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1.

高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。

(1)K2FeO4制备:

i中反应的离子方程式是_______

ii中反应的离子方程式补充完整:____Fe3+ +____OH- +____ClO-=____FeO42-+_______+________

iii中反应说明溶解度:Na2FeO4_______K2FeO4( ”)

(2)K2FeO4的性质:

i. K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡产生,经检验为O2,液体有丁达尔效应。

ii. K2FeO4固体溶于浓KOH溶液中,放置2小时无明显变化。

iii. K2FeO4固体溶于硫酸中,产生无色气泡的速率明显比i快。

K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是_______

K2FeO4的氧化性与溶液pH的关系是_______

(3)K2FeO4的应用。K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如下:

K2FeO4脱氮的最佳pH_____

根据图推测,pH = 4时生活垃圾渗透液中含氮物质主要以______形式存在。

pH大于8时,脱氮效果随pH的升高而减弱,分析可能的原因:_______

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题型:综合题
知识点:金属元素的单质及其化合物
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【答案】

【答案】    (1). 2Fe2+ +H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O    (2). 2    (3). 10    (4). 3    (5). 2    (6). 3Cl    (7). 5H2O    (8).     (9). 4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2↑ + 8KOH    (10). pH越小氧化性越强    (11). pH≈8    (12). NH4+    (13). pH8的溶液,随pH增大,K2FeO4氧化性减弱,不利于将含氮物质氧化

【解析】

【分析】

将硫酸亚铁与酸性过氧化氢溶液反应,得到硫酸铁,硫酸铁与氢氧化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应,得到高铁酸钠,再加入氢氧化钾,可以到到高铁酸钾;

(1)i中是2Fe2+ 和酸性H2O2溶液发生氧化还原反应;

根据电荷守恒和元素守恒完成并配平离子方程式;

iii中由高铁酸钠溶液转化为高铁酸钾粗品,说明溶解度减小;

(2)①根据K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡产生,经检验为O2,液体有丁达尔效应的现象,完成化学方程式。

根据将K2FeO4固体溶于硫酸中,产生无色气泡的速率明显比i快的现象,得出pH越小,氧化性越强;

(3)根据图像,pH≈8时,K2FeO4脱氮率最高;

图像可以得出,pH = 4时,氮元素的去除率为百分之六十,生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)生活垃圾中的含氮物质为NH4+

由于pH越小,高铁酸钾的氧化性越强,则PH增大,会使高铁酸钾的氧化性减弱;

【详解】将硫酸亚铁与酸性过氧化氢溶液反应,得到硫酸铁,硫酸铁与氢氧化钠和次氯酸钠发生氧化还原反应,得到高铁酸钠,再加入氢氧化钾,可以到到高铁酸钾;

(1).i中是2Fe2+ 和酸性H2O2溶液发生氧化还原反应,2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O

故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

根据电荷守恒和元素守恒完成并配平离子方程式, 2Fe3+ +10OH- +3ClO-=2FeO42-+ 3Cl  +5H2O

故答案为:210323Cl5H2O

iii中由高铁酸钠溶液转化为高铁酸钾粗品,说明溶解度减小,

故答案为:>;

 (2).K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡产生,经检验为O2,液体有丁达尔效应根据现象写出化学方程式4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2↑ + 8KOH

故答案为:4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2↑ + 8KOH

根据将K2FeO4固体溶于硫酸中,产生无色气泡的速率明显比i快的现象,得出pH越小,氧化性越强,

故答案为:pH越小,氧化性越强;

(3).根据图像,pH≈8时,K2FeO4脱氮率最高,

故答案为:pH≈8

图像可以得出,pH = 4时,氮元素的去除率为百分之六十,生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)生活垃圾中的含氮物质为NH4+

故答案为:NH4+

由于pH越小,高铁酸钾的氧化性越强,则PH增大,会使高铁酸钾的氧化性减弱,

故答案为:pH8的溶液,随pH增大,K2FeO4氧化性碱弱,不利于将含氮物质氧化;

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 镁的单质及其化合物 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 镁的单质及其化合物的定义

镁:

化学式Mg,它是一种银白色的轻质碱土金属,化学性质活泼,能与酸反应生成氢气,具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布,是人体的必需元素之一,原子结构示意图:

氧化镁:

化学式MgO是镁的氧化物,一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中,是冶镁的原料。

氢氧化镁:

化学式Mg(OH)2,式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水,易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃),呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂,还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。

 

◎ 镁的单质及其化合物的知识扩展
(1)单质镁:物理性质:质软,熔点较低,成银白色。镁是一种柔软有光泽的金属化学性质:易失电子而被氧化。镁的化学性质活泼,在空气中就可以直接与氧气反应产生大量的热
①与酸反应:Mg+2H+==Mg2++H2
②与二氧化碳反应:Mg+CO2C+MgO
(2)氧化镁:与碱不反应,是碱性氧化物
①物理性质:白色粉末、熔点高
②化学性质:
与水反应:MgO+H2O=Mg(OH)2↓(反应缓慢进行)
跟酸反应:MgO+2H+=Mg2++H2O
(3)氢氧化镁:中强碱
①物理性质:白色粉末难溶于水
②化学性质:
跟酸反应:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O(可溶于NH4Cl等强酸弱碱盐)
受热分解:Mg(OH)2MgO+H2O
制法:用可溶性镁盐加NaOH溶液制取
(4)镁盐(二价镁):与碱反应生成氢氧化镁沉淀、与碳酸盐生成碳酸镁沉淀 Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓、Mg2++CO32-=MgCO3
◎ 镁的单质及其化合物的特性

镁及其化合物的物理性质和化学性质:

物理性质 化学性质
Mg 银白色固体,密度1.738g﹒cm3-,熔点645℃,沸点1090℃,导电导热性较好,延展性较好 ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时,容易失去最外层电子成为阳离子,表现还原性。
Mg-2e-==Mg2+
②镁与非金属反应
O2+2Mg2MgO
Cl2+MgMgCl2
S+MgMgS
3Mg+N2Mg3N2
说明在常温下,镁能与空气里的氧气发生反应,生成一层致密的氧化物薄膜,从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化,所以镁有抗腐蚀性。
③镁与酸反应
2HCl+Mg==MgCl2+H2
2H++Mg==Mg2++H2
镁跟硝酸、浓硫酸反应时,硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原,不生成氢气。
④镁跟某些氧化物反应
 2Mg+CO2C+2MgO
⑤镁跟水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2
说明:镁跟冷水反应非常缓慢.
MgO 白色固体,离子化合物,熔点为3073K,硬度(莫氏)为6.5,难溶于水的固体,熔点很高,是很好的耐火材料 典型的碱性氧化物,不能与水反应
Mg(OH)2 白色难溶于水的固体,其水溶液中c(OH-)很小,可以使酚酞溶液变成浅红色
Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
①可与酸反应生成盐和水,如Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O
②热稳定性差,受热容易分解
Mg(OH)2MgO+H2O
◎ 镁的单质及其化合物的知识拓展

工业制备镁:

电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应:2Cl--2e-==Cl2
阴极反应:Mg2++2e-==Mg
总反应:MgCl2(熔融)Mg+Cl2
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2
说明氧化镁比氯化镁熔点高,为了降低能耗,工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。

氧化镁的应用:

氧化镁可用于染料,油漆,玻璃,化学试剂,医药,食品添加剂等方面,工业上利用MgO熔点高的特点,制造耐火材料。

◎ 镁的单质及其化合物的考试要求
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