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I.实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4,K2FeO4具备下列性质:(1)可溶于水、微溶于浓KOH溶液;(2)在0℃~5℃,强碱性溶液比较稳定;(3)Fe3+和Fe(OH)3催化作
I.实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4,K2FeO4具备下列性质:(1)可溶于水、微溶于浓KOH溶液;(2)在0℃~5℃,强碱性溶液比较稳定;(3)Fe3+和Fe(OH)3催化作
admin
2017-12-11
22
问题
I.实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO
3
)
3
溶液的反应制备高效水处理剂K
2
FeO
4
,K
2
FeO
4
具备下列性质:(1)可溶于水、微溶于浓KOH溶液;(2)在0℃~5℃,强碱性溶液比较稳定;(3)Fe
3+
和Fe(OH)
3
催化作用下分解;(4)在酸性或弱碱性条件下能与水反应生成Fe(OH)
3
和O
2
。
(1)装置A中KMnO
4
与盐酸反应生成MnCl
2
和Cl
2
,其离子方程式为_______。
(2)Cl
2
和KOH在较高温度下反应生成KClO
3
,在不改变KOH溶液浓度和体积的条件下,控制反应在0℃-5℃进行,实验中可采取的措施是_______。
Ⅲ.磷酸铁(FePO
4
.2H
2
O难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料,实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤.反应加热的目的是________。
(2)向滤液中加入一定量H
2
O
2
氧化Fe
2+
。为确定加入H
2
O
2
的量,需先用K
2
Cr
2
O
7
标准溶液滴定滤液中的Fe
2+
,离子方程式如下:
Cr
2
O
7
2-
+6Fe
2+
+14H
+
=2Cr
3+
+6Fe
3+
+7H
2
O
①在向滴定管中注入K
2
Cr
2
O
7
标准溶液前,滴定需要检漏、蒸馏水洗涤和_______。
②滴定xmL滤液中的Fe
2+
,消耗a mol.L
-1
K
2
Cr
2
O
7
标准溶液b mL,则滤液中c(Fe
2+
)=______mol.L
-1
③滴定结束,读数时俯视滴定管液面,所测c(Fe
2+
)将_______(填“偏高”“偏低”“不变”)
④为使滤液中的:Fe
2+
完全被:H
2
O
2
氧化,下列实验条件控制正确的是________ (填序号)。
A.加入适当过量的H
2
O
2
溶液
B.缓慢滴加H
2
O
2
溶液并搅拌
C.加热,会反应在较高温度下进行
D.用氨水调节pH=7
(3)将一定量的Na
2
HPO
4
溶液(溶液显碱性)加入到含有:Fe
2+
的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO
4
.2H
2
O。若反应得到的FePO
4
.2H
2
O固体呈棕黄色,则磷酸铁可能混有的杂质可能为_______。(填化学式)
选项
答案
(I)(1)2MnO
4
-
+16H
+
+10Cl
-
=2Mn
2+
+5Cl
2
↑+8H
2
O。(2)缓慢滴加盐酸、装置C冰水浴。 (Ⅱ)(1)加快Fe和稀硫酸的反应速率。(2)①用K
2
Cr
2
O
7
标准溶液润洗2~3次。②[*]。③偏低。④AB。(3)Fe(OH)
3
(或氢氧化铁)。
解析
(I)(1)KMnO
4
具有强氧化性,将盐酸中氯离子氧化为Cl
2
,反应还有水生成,KMnO
4
、HCl、MnCl
2
改写成离子形式,Cl
2
、H
2
O为分子式形式,配平书写离子方程式;(2)Cl
2
和KOH在较高温度下反应生成KClO
3
,制取KClO反应温度在0℃~5℃,装置C应放在冰水浴中,充分利用原料,缓慢滴加盐酸,减慢生成氯气的速率。
(Ⅱ)(1)温度越高,反应速率越快,所以反应加热的目的是加快铁与稀硫酸反应速率。(2)①滴定管在使用前要检漏、洗涤、用K
2
Cr
2
O
7
标准溶液润洗2-3次,如果不检漏或洗涤、润洗,会导致使用滴定管中液体体积偏大,测量溶液浓度偏大。
②根据Fe
2+
和K
2
Cr
2
O
7
之间的关系式得
③c
测
=c
标
V
标
/V
待
,由于c
标
、V
待
均为定植,所以C
测
的大小取决于V
标
的大小,即V
标
偏小,则c
测
偏小,滴定管的零刻度在滴定管的上端,俯视读数时所读数值比实际小,则V
标
偏小,c
测
偏低。
④A项,增加双氧水的量提高亚铁离子转化率,正确;B项,缓慢加入且搅拌使溶液充分混合,使亚铁离子充分反应,正确;C项,加热能使双氧水分解,不利于反应,错误;D项,中性时亚铁离子易产生氢氧化物沉淀,错误。
(3)碱性条件下,溶液中含有大量OH
-
,OH
-
和Fe
3+
反应生成红褐色沉淀氢氧化铁,导致反应得到的FePO
4
.H
2
O固体呈棕黄色。
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