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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷226
高铁酸盐()是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。已知:
ⅰ)具有强氧化性,易被及空气中的还原性气体还原。
ⅱ)催化作用下分解。
ⅲ)分解速率方程为
Ⅰ.Johnson提出由过-硫酸氢钾复合盐()溶液,在冰盐水浴条件下,将氧化为,装置如图所示:

(1)A溶液为_______(填“a”或“b”)。
a.过-硫酸氢钾复合盐溶液       b.溶液
(2)过-硫酸结构简式为,则中的S为+_______价。
(3)反应中需全程维持冰盐水浴,原因是_______。(任答一条即可)
Ⅱ.Poggendorf首次发现使用铁电极在浓NaOH溶液中,利用“电解法”合成高铁酸盐,原理为:
(4)电解过程中,电解槽中出现红色浑浊,用离子方程式和文字解释可能原因:_______(任答一条即可)。
(5)采用如图“隔膜电解法”,可以解决电解过程中出现红色沉淀的问题。

①阳极区加入某种电解质,能避免被还原,宜加入_______(填序号,单选)。
a.NaCl                           b.                         c.                           d.
②当阴极区产生6.72L(标况下)时,阳极区溶液的质量变化量为_______g。(不考虑的迁移)
Ⅲ.与水分子结合会发生质子化,并存在平衡。常温下,0.1的高铁酸盐溶液中,含铁粒子的分布系数随pH的变化如图所示。

(6)溶液中水的电离程度:A点_______C点(填“>”“<”或“=”)。
(7)当溶液pH=3时,______________
21-22高三下·重庆沙坪坝·阶段练习
知识点:化学平衡常数的有关计算水的电离电解原理的应用物质制备的探究 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂,其生产工艺如图所示:
     
已知K2FeO4具有下列性质:
①可溶于水、微溶于浓KOH溶液
②在0~5 ℃、强碱性溶液中比较稳定
③在Fe3和Fe(OH)3催化作用下发生分解
④在酸性至碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2
请完成下列填空:
(1)已知Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,生产KClO应在温度___________的情况下进行(填“较高”或“较低”)。
(2)生产K2FeO4的反应原理是:Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平),则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________
(3)K2FeO4在弱碱性条件下能与水反应生成Fe(OH)3和O2,则该反应的化学方程式为________________
(4)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是___________
A. 为下一步反应提供反应物
B. 与“反应液Ⅰ”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
C. KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
D. 使副产物KClO3转化为KCl
(5)制备K2FeO4时,须将90%的Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌。采用这种混合方式的原因是_______________________ (答出1条即可)。
(6)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4晶体后,可以得到的副产品有________ (写化学式)。
(7)工业上常用“间接碘量法”测定高铁酸钾样品中高铁酸钾的含量,其方法是:用碱性的碘化钾溶液(pH为11~12)溶解3.96 g高铁酸钾样品,调节pH为1,避光放置40分钟至反应完全(高铁酸根离子全部被还原成铁离子),再调节pH为3~4(弱酸性)。以1.0 mol/L的硫代硫酸钠标准溶液为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),当达到滴定终点时,用去硫代硫酸钠标准溶液15.00 mL,则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为______________
I、Cl2是一种常用的自来水消毒剂,高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型,高效、多功能绿色水处理剂。已知K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化下会分解,在酸性或弱碱性能与水反应生成Fe(OH)3和O2。生产K2FeO4的反应原理是:Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O
(1)该反应中氧化剂是______________(写电子式)
(2)制备K2FeO4时,将90%的Fe(NO3)3溶液缓缓滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌,采用这种混合方式的原因是_____________________(回答一条即可)。
(3)工业上用“间接碘量法”测定高铁酸钾的纯度:用碱性KI溶液溶解3.00g K2FeO4样品,调节pH值使高铁酸根全部被还原成铁离子,再调节pH为3~4,用1.0mol/L的Na2S2O3标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),淀粉作指示剂,滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液18.00mL。
①滴定终点的现象是__________________________________________
②原样品中高铁酸钾的质量分数为______________
II、研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)   △H=+180.5kJ/moL        
C(s)+O2(g)=CO2(g)     △H=–393.5kJ/moL        
2C(s)+O2(g)=2CO(g)   △H=–221.0kJ/moL        
(4)某反应的平衡常数表达式,请写出此反应的热化学方程式:__
(5)向绝热恒容密闭容器中充入等量的NO和CO进行反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是___________(填序号)
a.容器中的压强不变
b.2v(CO)= v(N2
c.气体的平均相对分子质量保持34.2不变
d.该分应平衡常数保持不变
e.NO和CO的体积比保持不变
(6)2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),将一定量的SO3放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率随温度变化如图所示。

图中a点对应温度下,已知SO3的起始压强为P0kPa,该温度下反应的平衡常数KP=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。在该温度下达到平衡后,再向容器中按=1加入SO2和SO3,平衡将___________(填“向正反应方向移动”,“向逆反应方向移动”,“不移动”)。
铁的化合物在工业脱硫工艺中有着重要应用。
Ⅰ.电解脱硫
煤中的含硫物质主要是FeS2,电解脱硫原理如图。

(1)阴极石墨棒上有无色气体产生,该气体是_______(填化学式)。
(2)研究发现电解时若电压过高,阳极会有副反应发生,造成电解效率降低。某电压下电解100mL煤浆- FeCl3- H2SO4混合液,煤浆中除FeS2外无其它含硫物质, H2SO4浓度为0. 0lmol· L-1,当阴极收集到224mL(标准状况)气体时(阴极无副反应发生),测得溶液中c()=0.02mol·L-1,若忽略电解前后溶液体积变化,电解效率η( )=_______ %[η(B)= ]。
(3)电解法脱硫的优点有_______(写出一条即可)。
Ⅱ.生物脱硫
(4)Fe3+参与生物脱硫的过程分为吸收和再生两部分。
①吸收:Fe3+将工业废气中的H2S氧化为S
②再生:硫杆菌作用下O2氧化Fe2+再生Fe3+
硫杆菌生长的最佳pH范围是1. 4~3.0,但酸性条件不利于H2S的吸收,结合平衡移动原理解释原因_______
Ⅲ.络合脱硫
(5)碱性条件有利于H2S的吸收,但Fe3+极易形成氢氧化物和硫化物沉淀,因此需将其制成可溶于水的配合物Fe(III)Ln(L表示配体,n表示配位数)。脱硫过程包含如下两步反应:
①碱性条件下,Fe(Ⅲ)Ln氧化H2S生成S8,离子方程式为_______
②O2氧化再生Fe(Ⅲ)Ln,离子方程式为4Fe(Ⅱ)Ln+O2+2H2O=4Fe(Ⅲ)Ln +4OH-。脱硫过程总反应的化学方程式为_______
(6)Na2H2Y (结构简式为)溶液中,每个H2Y2-电离出2个H+生成酸根Y4-,然后与Fe3+配位。已知该配位反应受溶液pH的影响,若溶液pH太低或太高,分别存在的问题是_______

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