【題目】研究證明高鐵酸鈉(Na2FeO4) 是一種“綠色環(huán)保高效”消毒劑, 比目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的含氯飲用水消毒劑性能更為優(yōu)良。高鐵酸鈉只能在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。下列是通過(guò)次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉并探究其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),步驟如下:

I.用氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制備NaClO溶液

(1)A是氯氣發(fā)生裝置,寫出實(shí)驗(yàn)室用此裝置制取氯氣的離子方程式__________。

(2)I裝置的作用是__________

(3)用圖示的II或III代替I是否可行? __________。簡(jiǎn)要說(shuō)明理由__________

(4)將產(chǎn)生的氯氣通入D裝置中制NaClO溶液

已知:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O 為了防止產(chǎn)生NaClO3,除攪拌和混入N2稀釋外,還應(yīng)采取的操作是__________

II.制備Na2FeO4

(1)將Fe(NO3)3溶液加入到NaOH與NaClO的混合溶液中,其反應(yīng)的離子方程式是______。過(guò)濾得到粗產(chǎn)品,再用NaOH溶液溶解,重結(jié)晶,用有機(jī)溶劑脫堿,低溫烘干得到固體樣品,上述制備過(guò)程中,用NaOH溶液溶解粗產(chǎn)品而不用水的原因是__________。

(2)高鐵酸鈉電池是一種新型可充電電池,電解質(zhì)為NaOH溶液,放電時(shí)負(fù)極材料為Zn,正極產(chǎn)生紅褐色沉淀,寫出該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。

【答案】 MnO2+4H++2C1- Mn2++Cl2↑+2H2O 收集并儲(chǔ)存氯氣 Ⅱ可行,Ⅲ不行 Ⅱ與Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,體積不能改變,增大壓強(qiáng)會(huì)有危險(xiǎn),且由于B、C液差太小,不能使儲(chǔ)存的Cl2全部排出 將D放在冷水中 2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈堿性,NaOH溶液呈堿性會(huì)抑制其水解,有利于減少產(chǎn)品損失 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH

【解析】I. (1)①實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,離子方程式為:MnO2+4H++2C1- Mn2++Cl2↑+2H2O;

②從裝置圖可看出,I裝置的作用是收集并儲(chǔ)存氯氣;

(3)比較裝置Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ發(fā)現(xiàn),Ⅱ與Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,體積不能改變,增大壓強(qiáng)會(huì)有危險(xiǎn),且由于B、C液差太小,不能使儲(chǔ)存的Cl2全部排出。

(4) 溫度過(guò)高會(huì)發(fā)生反應(yīng):3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O,所以為了防止產(chǎn)生NaClO3應(yīng)將D放在冷水中。

II. (1)Fe3+與在堿性條件下被ClO-氧化生成FeO42-本身被還原為Cl-,其反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O;由于Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈堿性,NaOH溶液呈堿性會(huì)抑制其水解,有利于減少產(chǎn)品損失,所以要用NaOH溶液溶解粗產(chǎn)品而不用水。因此,本題答案為:2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O ;Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈堿性,NaOH溶液呈堿性會(huì)抑制其水解,有利于減少產(chǎn)品損失。

(2)負(fù)極是鋅,失去電子在氫氧化鈉的條件下生成氫氧化鋅,高鐵酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵紅褐色沉淀,電池反應(yīng)為: 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH,因此,本題正確答案是: 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體.一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如甲圖所示(t0~t1階段的c(B)變化未畫出).乙圖為t時(shí)刻后改變條件平衡體系中正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況,且四個(gè)階段都各改變一種反應(yīng)條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑)且互不相同,t3~t4階段為使用催化劑.下列說(shuō)法中不正確的是

A. t1=15s,則用C的濃度變化表示的t0~t1段的平均反應(yīng)速率為0.004molL-1s-1

B. t4~t5階段改變的條件一定為減小壓強(qiáng)

C. 該容器的容積為2L,B的起始物質(zhì)的量為0.02mol

D. 該化學(xué)反應(yīng)方程式為3A(g)B(g)+2C(g)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)用語(yǔ)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來(lái)表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語(yǔ)中,正確的是

A.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式:Fe 2e == Fe2+

B.氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH

C.粗銅精煉時(shí),與電源正極相連的是純銅,電極反應(yīng)式為:Cu 2e == Cu2+

D.電解飽和食鹽水時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:2Cl 2e= Cl2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】四種元素AB、C、D,其中A元素原子的原子核內(nèi)只有一個(gè)質(zhì)子;B的基態(tài)原子s能級(jí)的總電子數(shù)比p能級(jí)的總電子數(shù)多1;C元素的原子最外層電子數(shù)是次外層的3倍;D是形成化合物種類最多的元素。

1A、D形成的某種化合物甲是一種重要的化工產(chǎn)品,可用作水果和蔬菜的催熟劑,甲分子中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為________;寫出由甲制高聚物的反應(yīng)方程式

2A、C形成的某種化合物乙分子中含非極性共價(jià)鍵,乙分子屬于________(“極性分子非極性分子”);其電子式________;將乙加入淺綠色氯化亞銅溶液中,溶液變?yōu)樽攸S色,寫出該反應(yīng)的離子方程式______________。

3)寫出B的基態(tài)原子電子排布圖為 。與PH3相比,BA3易液化的主要原因是_____________;

4)笑氣(B2C)是一種麻醉劑,有關(guān)理論認(rèn)為B2CDC2分子具有相似的結(jié)構(gòu)。故B2C的空間構(gòu)型是________,其為________(極性非極性”)分子。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的可充電電池,某種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下,它在放電時(shí)有關(guān)離子轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A. Li+透過(guò)膜除允許Li+通過(guò)外,還允許H2O分子通過(guò)

B. 充電時(shí),電池內(nèi)部發(fā)生的總反應(yīng)為L(zhǎng)i++Fe2+Li+Fe3+

C. 充電時(shí),鈦電極與外電源的負(fù)極相連

D. 放電時(shí),進(jìn)入貯罐的液體發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:S2O82-+Fe2+=Fe3++2SO42-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子的2p能級(jí)有3個(gè)電子;C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子;E原子最外層有1個(gè)單電子,其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子;D與E同周期,價(jià)電子數(shù)為2;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)寫出基態(tài)E+的價(jià)電子排布式:_________;鶓B(tài)A原子的第一電離能比B的大,其原因是__________

(2)A5+由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室推進(jìn)科學(xué)與先進(jìn)概念部Karl .O. Christed 于1999年成功合成,其結(jié)構(gòu)呈‘V'形且該離子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則A5+的結(jié)構(gòu)式為________。

(3)B3分子的空間構(gòu)型為______,其中B原子的雜化類型是______,與B3分子互為等電子體的微粒有_________(寫一種離子)。

(4)向E的硫酸鹽溶液中通入A的氣態(tài)氫化物至過(guò)量,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,隨后沉淀溶解得到深藍(lán)色溶液,向溶液中加入適量乙醇,析出藍(lán)色晶體。加入乙醇的目的___________。 寫出該配合物中配離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________

(5)由長(zhǎng)周期元素組成的鑭鎳合金、銅鈣合金有相同類型的晶體結(jié)構(gòu)XYn,它們有很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力,其中銅鈣合金的晶體的部分結(jié)構(gòu)如圖所示。

己知鑭鎳合金(LaNin)晶體中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元如圖一所示,該結(jié)構(gòu)單元的體積為9.0×10-23cm3,儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進(jìn)入晶體空隙,體積不變),則LaNin中n=___ (填數(shù)值);氫在合金中的密度為_______g/L。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】為探究鐵和鐵的化合物的一些化學(xué)性質(zhì),某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。

(1)往A溶液中分別滴入幾滴KSCN溶液,溶液的顏色__________,

(2)根據(jù)上述過(guò)程寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:Fe3O4→A _________________,A→B ___________。

(3)向B溶液中加入NaOH溶液,可看到的現(xiàn)象是_______________________________________,此過(guò)程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式為__________________________________。

(4)將A的飽和溶液滴入沸水中并不斷加熱,可制得_______________膠體;當(dāng)光束通過(guò)該膠體時(shí),可看到一條光亮的“通路”,這種現(xiàn)象稱為___________效應(yīng)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一帶路為中國(guó)化工企業(yè)開辟了新的國(guó)際市場(chǎng),能源環(huán)保是基礎(chǔ)。在能源領(lǐng)域科學(xué)家提出構(gòu)想——富集空氣中的CO2,并使之與H2反應(yīng)生成可再生能源甲醇.流程如下:

(1)在合成塔中,若有4400gCO2與足量H2完全反應(yīng),生成氣態(tài)的H2O和氣態(tài)甲醇,可放出5370kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________。

(2)一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO23molH2在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I、反應(yīng)II、反應(yīng)III,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖1所示:

催化效果最佳的反應(yīng)是_________(反應(yīng)I”、“反應(yīng)II”、“反應(yīng)III”)。

②b點(diǎn)反應(yīng)速率v()______v() (“>”、“=”“<”)。

若此反應(yīng)在a點(diǎn)時(shí)已達(dá)平衡狀態(tài),a點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率比c點(diǎn)高的原因是_________

(3)選取合適的催化劑發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得甲醇的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2。

分析圖中數(shù)據(jù)可知,220℃、5.0MPa時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為________;將溫度降低至140℃、壓強(qiáng)減小至2.0MPa,CO2的轉(zhuǎn)化率將_______(增大”、“減小不變”)。

⑤200℃、2.0MPa時(shí),將amol/LCO23amol/LH2充入VL密閉容器中,在催化劑作用下反應(yīng)達(dá)到平衡。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算所得甲醇的質(zhì)量______g(用含a、V的代數(shù)式表示)。

(4)NaOH溶液吸收CO2所得飽和碳酸鈉溶液可以對(duì)廢舊電池中的鉛膏(主要成分PbSO4)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)==PbCO3(s)+SO42-(aq),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___(保留三位有效數(shù)字);若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶體,則c(SO42-):c(CO32-)的比值將_____(增大”、“減小不變”)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如下圖,a、b是石墨電極,通電一段時(shí)間后,b極附近溶液顯紅色。下列說(shuō)法正確的是

A. Pt為陰極,Cu為陽(yáng)極

B. b極的電極反應(yīng)式是2H++2e-=H2

C. 電解過(guò)程中CuSO4溶液的pH逐漸增大

D. Pt極上有6.4 g Cu析出時(shí),b極產(chǎn)生2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案