以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下:
(1) “氧化”时发生反应的离子方程式为_____。
(2) “合成”时生成Na2FeO4的离子方程式为______。
不同温度和pH下在水溶液中的稳定性如下图所示。
为了提高“合成”时Na2FeO4的产率,下列措施可行的是________(填字母)。
A.充分搅拌反应液
B.控制反应在60 ℃左右进行
C.将氧化后所得溶液分多次加入NaClO和NaOH混合溶液中
D.将NaClO和NaOH混合溶液分多次加入氧化后所得溶液中
(3) “滤渣”的主要成分为______(填化学式)。
(4) 向“过滤”后的滤液中加入饱和KOH溶液可析出K2FeO4晶体,说明该温度下两者饱和溶液的物质的量浓度c(K2FeO4)______c(Na2FeO4)(填“<”、“>”或“=”);此时母液中的阴离子除和OH-外,一定还含有____。
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 3ClO-+10OH-+2Fe3+===2+3Cl-+5H2O AC Fe(OH)3 <
、Cl-
【分析】
过氧化氢在酸性条件下将亚铁离子氧化为铁离子,通过条件反应温度、把将氧化后所得溶液分多次加入NaClO和NaOH混合溶液中,碱性环境中ClO-把Fe3+氧化物,过滤除去少量氢氧化铁沉淀,往滤液中加入饱和氢氧化钾溶液,即可提取高铁酸钾晶体;
【详解】
(1) 绿矾溶解产生亚铁离子,过氧化氢在酸性条件下将亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O ;
(2) 根据流程可知,“合成”时生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO-+10OH-+2Fe3+===2+3Cl-+5H2O;四个措施讨论如下:A.充分搅拌反应液,可使反应充分,可提高Na2FeO4的产率,故A正确;B.由图可知控制反应在60℃左右进行,高铁酸钠的产率较低,故B错误;C.从示意图知,碱性条件下高铁酸根离子产率高,故将氧化后所得溶液分多次加入NaClO和NaOH混合溶液中可提高Na2FeO4的产率,故C正确;D.将NaClO和NaOH混合溶液分多次加入氧化后所得溶液中不能提高Na2FeO4的产率,故D错误;故答案为AC;
(3)在合成时会有部分铁离子转化为氢氧化铁,则“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3;
(4)向"过滤"后的滤液中加入饱和KOH溶液可析出K2FeO4晶体,根据物质的溶解性可知该温度下两者饱和溶液的物质的量浓度c(K2FeO4) < c(Na2FeO4);根据元素守恒可知此时母液中的阴离子除和OH-外,一定还含有
、Cl-。
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硫化亚铁(FeS)是一种常见的还原剂。用FeS处理模拟含铬废水的流程如下:
(1)“还原”过程发生反应的离子方程式为______。
(2)为测定模拟废水中铬元素的去除率,进行如下实验:将滤渣用蒸馏水洗净后,在低温条件下干燥,称得质量为2.210 0 g。将上述2.210 0 g固体在空气中加热,测得固体质量随温度的变化如图所示。
说明:(Ⅰ)780℃以上的残留固体为Fe2O3、Cr2O3的混合物。
(Ⅱ)有关物质的摩尔质量如下表:
物质 | K2CrO4 | Cr(OH)3 | Cr2O3 | FeS | FeOOH | Fe2O3 |
M/(g·mol-1) | 194 | 103 | 152 | 88 | 89 | 160 |
①A→B固体质量增加是由滤渣中_____(填化学式)发生反应引起的。
②根据以上实验数据计算上述模拟废水中铬元素的去除率(写出计算过程)。____________
乙醛在氧化铜催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次反应基本完全。有关物质的沸点见下表
物质 | 乙醛 | 乙酸 | 甘油 | 乙二醇 | 水 |
沸点 | 20.8℃ | 117.9℃ | 290℃ | 197.2℃ | 100℃ |
请回答下列问题:
(1)试管A内在60~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)________________________;
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在________________________________,目的是________________________;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在________________,目的是________。
(3)烧杯B的作用是________;烧杯B内盛装的液体可以是________(写出一种即可,在题给物质中找)
(4)写出乙酸和碳酸氢钠反应的离子方程式________________________。