Cl2是一種常用的自來水消毒劑,高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更強,無二次污染,工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和,使高鐵酸鉀析出.
Ⅰ:如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關實驗的裝置(夾持設備已略).
(1)寫出A中發(fā)生的離子反應方程式:
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是
除去Cl2中的HCl
除去Cl2中的HCl
;同時裝置B亦是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象
錐形瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升
錐形瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升

(3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入
d
d

a b c d
干燥的有色布條 干燥的有色布條 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條
堿石灰 硅膠 濃硫酸 無水氯化鈣
濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 干燥的有色布條 干燥的有色布條
II:(1)干法制備高鐵酸鉀的主要反應為:2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2
①該反應中的氧化劑是
Na2O2
Na2O2
,還原劑是
Na2O2和FeSO4
Na2O2和FeSO4
,每生成1mol Na2FeO4轉移
5NA
5NA
個電子.
②簡要說明K2FeO4作為水處理劑時所起的作用
高鐵酸鉀具有強氧化性,能殺菌消毒;消毒過程中自身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降
高鐵酸鉀具有強氧化性,能殺菌消毒;消毒過程中自身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降
,
(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應體系中有六種數(shù)粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O.寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應方程式:
2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-═2FeO42-+3C1-+5H2O
2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-═2FeO42-+3C1-+5H2O
分析:Ⅰ.(1)加熱條件下,濃鹽酸和二氧化錳反應制取氯氣;
(2)氯化氫極易溶于氯化鈉溶液,但氯氣不易溶于氯化鈉溶液;氣體壓強增大易導致液面上升;
(3)驗證氯氣是否具有漂白性,要驗證干燥氯氣無漂白性,濕潤的有色布條中,氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性;
II(1)①2FeSO4+6Na2O2═2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中Fe、O元素的化合價升高,O元素的化合價降低,由化合價的變化計算轉移的電子數(shù);
②K2FeO4中Fe元素的化合價為+6價,具有強氧化性,且還原產(chǎn)物鐵離子能水解;
(2)①濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4),結合物質的性質可知,氫氧化鐵被氧化.
解答:解:Ⅰ.(1)加熱條件下,濃鹽酸和二氧化錳反應制取氯氣,離子反應方程式為:
MnO2+4H++2 Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案為:MnO2+4H++2 Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)反應過程中氯化氫和水蒸氣是氯氣中 的雜質,裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl;裝置B亦是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞,發(fā)生堵塞時B中的,壓強增大,錐形瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升,
故答案為:除去Cl2中的HCl; 錐形瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升;
(3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,驗證氯氣是否具有漂白性,要驗證干燥氯氣無漂白性,濕潤的有色布條中,氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性,選項中abc的Ⅱ中都是干燥劑,再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性,所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣、干燥的有色布條,故選d;
Ⅱ.(1)①2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中Fe、O元素的化合價升高,O元素的化合價降低,則氧化劑為Na2O2,還原劑為FeSO4,由降低O元素可知每生成1mo1Na2FeO4轉移的電子數(shù)為1mol×5×(2-1)=5mol,則轉移電子數(shù)為5NA,故答案為:Na2O2;FeSO4和Na2O2;5NA
②K2FeO4中Fe元素的化合價為+6價,具有強氧化性,且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體,膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質,
故答案為:高鐵酸鉀具有強氧化性,能殺菌消毒;消毒過程中自身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降;
(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4),結合物質的性質可知,氫氧化鐵被氧化,該離子反應為2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-═2FeO42-+3C1-+5H2O,
故答案為:2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-═2FeO42-+3C1-+5H2O.
點評:本題考查了氯氣的制取、干燥和檢驗及氧化還原反應,明確信息及物質的性質來確定反應物與生成物是解答本題的關鍵,并熟悉該反應中元素的化合價來解答即可,題目難度中等.
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科目:高中化學 來源:2012年滬科版高中化學2.2海水中的氯練習卷(解析版) 題型:選擇題

用氯氣消毒的水常有異味,長期食用氯氣處理過的食物可能導致人體攝自食物的不飽和脂肪酸活性減弱,產(chǎn)生活性毒素,對人造成潛在危害。約從40年代起,國外就有用ClO2來消毒飲用水的。ClO2是一種廣譜型的消毒劑,根據(jù)世界環(huán)保聯(lián)盟的要求,ClO2將逐漸取代Cl2,成為生產(chǎn)自來水的消毒劑。工業(yè)上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反應制得,在這個反應中NaClO3和Na2SO3的物質的量之比為

A.1∶1             B.2∶1             C.1∶2             D.2∶3

 

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

用氯氣消毒的水常有異味,長期食用氯氣處理過的食物可能導致人體攝自食物的不飽和脂肪酸活性減弱,產(chǎn)生活性毒素,對人造成潛在危害。約從40年代起,國外就有用ClO2來消毒飲用水的。ClO2是一種廣譜型的消毒劑,根據(jù)世界環(huán)保聯(lián)盟的要求,ClO2將逐漸取代Cl2,成為生產(chǎn)自來水的消毒劑。工業(yè)上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反應制得,在這個反應中NaClO3和Na2SO3的物質的量之比為


  1. A.
    1∶1
  2. B.
    2∶1
  3. C.
    1∶2
  4. D.
    2∶3

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科目:高中化學 來源: 題型:

用氯氣消毒的水常有異味,長期食用氯氣處理過的食物可能導致人體攝自食物的不飽和脂肪酸活性減弱,產(chǎn)生活性毒素,對人造成潛在危害。約從40年代起,國外就有用ClO2來消毒飲用水的。ClO2是一種廣譜型的消毒劑,根據(jù)世界環(huán)保聯(lián)盟的要求,ClO2將逐漸取代Cl2,成為生產(chǎn)自來水的消毒劑。工業(yè)上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反應制得,在這個反應中NaClO3和Na2SO3的物質的量之比為

 A.1∶1    B.2∶1    C.1∶2    D.2∶3

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