3Cu+8H+2NO3===3Cu+2NO↑+4H2O 1 mol 0.2 mol
H过量,所以继续溶解Cu的质量为 0.2 mol-
×3×64 g·mol1=19.2 g。 213.按要求回答下列问题:
(1)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子:Fe(OH)3、ClO、OH、FeO24、Cl、H2O。
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+
+-
2+
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式:
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
②每生成1 mol FeO24转移__________mol电子,若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为
-
________mol。
③低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法:
①向海水中通入Cl2将海水中溴化物氧化,其离子方程式为_____________________。
②向上述混合液中吹入热空气,将生成的溴吹出,用纯碱溶液吸收,其化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
③将②所得溶液用H2SO4酸化,使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴,再用有机溶剂提取溴后,还可得到副产品Na2SO4。这一过程可用化学方程式表示为___________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①2Fe(OH)3+3ClO+4OH===2FeO24+3Cl+5H2O ②3 0.15 ③该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度
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小
(2)①Cl2+2Br===Br2+2Cl ②3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+3CO2(或6Na2CO3+3Br2+3H2O===5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3) ③5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O
解析 (1)①湿法制备高铁酸钾时,Fe(OH)3失电子被氧化生成K2FeO4,则ClO作氧化剂被还原生成Cl,氢氧化铁必须在碱性条件下存在,所以该反应是在碱性条件下进行,离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO+4OH===2FeO24+3Cl
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+5H2O。②由反应的离子方程式知每生成1 mol K2FeO4转移电子的物质的量为3 mol。③低温下,在高铁酸钠溶液
中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,说明相同条件下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小。(2)①Cl2将海水中的Br氧化生成Br2。②纯碱(Na2CO3)溶液显碱性,类比Cl2与NaOH溶液的反应,可推出Br2在纯碱溶液中会发生歧化反应生成溴化物,从③中的溴化物中可知另外生成的是溴酸盐,CO2③在酸性条件下,Br和BrO3发3转化为CO2。
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生归中反应生成Br2。
14.(2018·襄阳调研)铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业,但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强,必须进行处理。
工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染:
(1)上述各步反应中属于氧化还原反应的是__________(填序号)。
(2)第①步,含Cr2O27H2O处理,写出并配平反应的离子方程式: 7的废水在酸性条件下用绿矾FeSO4·
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________________________________________________________________________。
(3)第②步,向上述反应后的溶液中加入适量的碱石灰,使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。处理后,沉淀物中除了Cr(OH)3外,还有________________、________________(写化学式)。已知Cr(OH)3性质类似Al(OH)3,是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质,写出从该沉淀物中分离出_________________________________________
________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。
(4)回收所得的Cr(OH)3,经③④⑤步处理后又可转变成K2Cr2O7。纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度,方法如下:
3①Cr2O27+6I+14H===3I2+2Cr+7H2O
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+
+
Cr(OH)3的离子方程式:
2②2S2O23+I2===S4O6+2I
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准确称取纯净的K2Cr2O7 0.122 5 g,配成溶液,用上述方法滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。则Na2S2O3溶液的物质的量浓度为________(保留四位有效数字)。 答案 (1)①④
233(2)Cr2O27+6Fe+14H===2Cr+6Fe+7H2O
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+
+
+
+
(3)Fe(OH)3 CaSO4 Cr(OH)3+OH===CrO2+2H2O CrO2+CO2+2H2O===Cr(OH)3↓+HCO3 (4)0.100 0 mol·L1
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解析 (1)①中铬元素由+6价降至+3价,④中铬元素由+3价升至+6价。(2)亚铁离子具有还原性,与重铬酸根离子反应生成铬离子和铁离子。(3)加入绿矾反应后,溶液中有铁离子和硫酸根离子,再加入碱石灰,除生成Cr(OH)3外,还会生成氢氧化铁和硫酸钙。氢氧化铬类似氢氧化铝,具有两性,能与氢氧化钠反应生成NaCrO2:Cr(OH)3+NaOH===NaCrO2+2H2O,NaCrO2类似偏铝酸钠,通入过量的CO2生成氢氧化铬、碳酸氢钠:NaCrO2+CO2+2H2O===Cr(OH)3↓+NaHCO3。(4)根据反应得关系式K2Cr2O7~3I2~6Na2S2O3,n(Na2S2O3)=6n(K2Cr2O7),c(Na2S2O3)6×0.122 5 g-==0.100 0 mol·L1。 -1294 g·mol×0.025 00 L
15.(2019·武汉第三次联考)亚氯酸钠(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白剂。通常情况下,ClO2是一种具有强氧化性的黄色气体,常用于水的净化和纸浆、纺织品的漂白。ClO2易发生爆炸,在生产、使用时可用其他气体进行稀释。ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。
(1)草酸(H2C2O4)是一种弱酸,利用硫酸酸化的草酸还原氯酸钠,可较安全地生成ClO2,反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。
(2)自来水用ClO2处理后,有少量ClO2残留在水中,可用碘量法作如下检测(已知ClO2存在于pH为4~6的溶液中,
ClO2存在于中性溶液中):
①取0.50 L水样,加入一定量的碘化钾,用氢氧化钠溶液调至中性,再加入淀粉溶液,溶液变蓝。写出ClO2与碘化钾反应的化学方程式:_________________________________
________________________________________________________________________。 ②已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,向①所得溶液中滴加5.00×104 mol·L
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-1
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的Na2S2O3溶液至恰好反应,消终
点
的
方
法
是
耗
Na2S2O3
溶液20.00 mL,判断达到滴定
________________________________________________________________________, 该水样中ClO2的浓度是________mg·L1。
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(3)某学习小组设计如下装置制取亚氯酸钠(NaClO2)。
①装置A中产生的ClO2气体,在装置C中反应生成NaClO2,写出生成NaClO2的化学方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 将NaClO2溶液在一定条件下处理即可得到NaClO2晶体。
②装置B的作用是___________________________________________________________。 ③某同学认为上述装置并不完整,请画出需补充的装置图。 答案 (1)H2C2O4+2ClO3+2H===2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
(2)①2ClO2+2KI===2KClO2+I2 ②当滴加最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复 1.35 (3)①2NaOH+2ClO2+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2 ②防止C中试管中的溶液倒吸到A中 ③在装置C后画
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+
(或其他合理装置)
解析 (1)H2C2O4被强氧化剂氧化时一般被氧化成CO2,CO2和ClO2同时生成,CO2对ClO2起到稀释作用,符合“安全地生成ClO2”的要求,因此该反应的离子方程式是H2C2O4+2ClO3+2H===2CO2↑+2ClO2↑+2H2O。 (2)①由题中信息可知,ClO2存在于中性溶液中,所以在中性溶液中ClO2将KI氧化为I2,本身被还原为ClO2,反应的化学方程式是2ClO2+2KI===2KClO2+I2。
②由关系式2ClO2~I2~2Na2S2O3有:n(ClO2)=n(Na2S2O3)=5.00×104 mol·L1×0.020 0 L=1.00×105 mol,m(ClO2)
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+
=1.00×105 mol×67.5 g·mol1=6.75×104 g=0.675 mg,所以在该水样中ClO2的浓度是0.675 mg÷0.50 L=1.35
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mg·L1。
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(3)①在C中,ClO2在碱性条件下被H2O2还原为NaClO2,H2O2被氧化为O2,所以反应的化学方程式是2NaOH+2ClO2+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2。③补充装置一般要从安全和环境保护角度考虑。ClO2易发生爆炸,不能直接排放,
故要安装尾气处理装置,由题中信息可知,ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐,所以应在装置C后增加NaOH溶液吸收ClO2并防止倒吸的装置。
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