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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

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)3s化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2

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(1) 装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为_____________。将制备的Cl2通过装置B可除去______________(填化学式)。

(2) Cl2和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,控制反应在0℃~5℃进行,实验中可采取的措施是_________。

(3) 制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为_______。

(4) 提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,            (实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。

 

(1)2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O HCl(2)缓慢滴加盐酸、装置C加冰水浴(3) 在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2-3次后,在真空干燥箱中干燥。 【解析】 试题分析:(1)KMnO4具有强氧化性,把盐酸中Cl-氧化成Cl2,离子方程式为:2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。装置B中盛放饱和食盐水,作用是除去氯气中的氯化氢气体。(2)为防止较高温度下反应生成副产物KClO3,控制反应在0℃~5℃进行,装置C放在冰水浴中,同时注意滴加浓盐酸时应缓慢滴加,这样可使Cl2与KOH反应时产生的热量充分扩散。(3) 制备K2FeO4的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO­42-+3Cl-+5H2O,K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,为了减少K2FeO4的分解,KClO应过量,使Fe3+被充分氧化,同时抑制Fe(OH)3生成,故应该把Fe(NO3)3溶液滴加到KClO溶液中,两饱和溶液的混合方式为:在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。(4) 将粗产品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,通过过滤可除去Fe(OH)3杂质;由于K2FeO4微溶于浓KOH溶液,可向滤液中加入饱和KOH溶液,使K2FeO4晶体析出,再过滤可得K2FeO4,然后用乙醇洗涤,尽量减少高铁酸钾的损失;故正确的操作是:用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,ss再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥。 考点:考查氧化还原反应方程式的书写,物质分离提纯,反应条件的控制,过滤、沉淀洗涤、结晶、固体干燥等基本实验操作  
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考点分析:
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硝酸是一种重要的化工原料,工业上采用氨的催化氧化法制备硝酸。

(1) 已知反应N2(g)+3H2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)为放热反应,下列措施可以提高H2的转化率的是(填序号)     

A.选择适当的催化剂     B.增大压强      C.及时分离生成的NH3      D.升高温度

(2) 一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的满分5 manfen5.com,则N2的转化率α1=            ;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为α2,则α2           α1(填“>”、“<”或“=”)。

(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2NO2(g) (吸热反应)。该反应的反应速率(v)随时间(满分5 manfen5.com)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填序号)           

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A.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态

B.在t2时,采取的措施可以是升高温度

C.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态

D.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值

(4) 消除硝酸工厂尾气的一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物,已知:

CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)    △H=-890.3 kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)   △H=-67.0 kJ·mol-1

则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为                  

在3.0L密闭容器中,通入0.10molCH4和0.20molNO2,在一定温度进行反应,反应时间表(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t /min

0

2

4

6

8

10

总压强p /100kPa

4.80

5.44

5.76

5.92

6.00

6.00

由表中数据计算0~4min内v(NO2)=             ,该温度下的平衡常数K=          

 

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Ⅰ.二氯化硫(S2Cl2)是一种常用的橡胶硫化剂。

(1) 写出S2Cl2的电子式               

(2) S2Cl2能与水剧烈反应,产生无色刺激性气味气体,同时生成淡黄色沉淀,请写出该反应的化学方程式是                        

(3) 实验室在111~140℃的温度下加热氯气和硫蒸气的混合物可制得二氯化硫,为检测所得物质中否纯净,某同学认为只要通过设计实验检测到有氯和硫两种元素存在,即可认为所得物质为纯净物的二氯化硫。试从元素的价态分析并判断该同学的实验方案是否可行                    

Ⅱ.用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾产生的锰泥中,还含有18%的MnO2、3%的KOH(均为质量分数),及少量Cu、Pb的化合物等,用锰泥可回收制取MnCO3,过程如下图所示:

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(1)锰泥中加入H2SO4、FeSO4混合溶液,反应的离子方程式是                    

(2)经实验证明:MnO2稍过量时,起始H2SO4、FeSO4混合溶液中满分5 manfen5.com<0.7时,滤液1中能够检验出Fe2+满分5 manfen5.com≥0.7时,滤液1中不能检验出Fe2+

①检验Fe2+是否完全的实验操作是               

②生产时H2SO4、FeSO4混合溶液中满分5 manfen5.com控制在0.7~1之间,不宜过大,请从节约药品的角度分析,原因是                    

满分5 manfen5.com>1,调节到0.7~1的方法是                

(3) 写出滤液2中加入过量NH4HCO3反应的离子方程式                       

(4) 上述过程锰回收率可达95%,若处理1740kg的锰泥,可生产MnCO3        kg(已知相对分子质量:MnO287;MnCO3115)

 

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光刻胶是一种应用广泛的光敏材料,其合成路线如下(部分试剂和产物略去):

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已知:

Ⅰ.满分5 manfen5.com(R1、R2为烃基或氢)

 

Ⅱ.满分5 manfen5.com(R1、R2为烃基或氢)

(1) A分子中含氧官能团名称为            

(2) C物质可发生的反应类型为          (填字母序号)。

a.加聚反应        b. 酯化反应        c.还原反应         d.缩聚反应

(3) B与Ag(NH3)2OH反应的化学方程式为                      

(4) 与C具有相同官能团且含有苯环的同分异构体有4种,其结构简式分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com                          

(5) D和G反应生成光刻胶的化学方程式为                

 

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某无色混合气体可能由H2、O2、NH3、N2、CO2、HCl和He中的两种或多种组成。常温下取此气体200mL进行实验,实验的过程和结果如下(上述气体的体积都是折算成相同条件下的体积)。下列说法错误是(  

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A.原混合气体中有5ml O2

B.原混合气体中肯定存在的气体是NH3肯定不存在的气体是HCl

C.原混合气体中CO2的体积分数为40%

D.可能存在N2或He,它们在原混合气体中的体积分数不可能超过5%

 

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下列说法正确的是(   )

化学式

电离常数

CH3COOH

Ka=1.76×10-5

H2SO3

满分5 manfen5.com=1.54×10-2

满分5 manfen5.com=1.02×10-7

HF

Ka =6.03×10-4

A.1mol·L-1NaHA溶液中一定存在:c(Na+)=c(H2A)+c(HA)+c(A2-)

B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:

c(Na+)>c(CH3COO)>c(H+)>c(OH)

C.pH均等于3的醋酸与盐酸溶液等体积混合后,溶液的pH变大

D.已知某温度下常见弱酸的电离平衡常数如右表:相同物质的量浓度的CH3COONa、NaF、Na2SO3、NaHSO3水溶液,pH由大到小排列的顺序是Na2SO3>CH3COONa>NaF>NaHSO3

 

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