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(2)第③步反應(yīng)的體系,溫度不宜過高,并最好控制溫度在30℃以下,其原因是(3)通過結(jié)晶方法從溶液Ⅱ得到的粗產(chǎn)品中主要含有雜質(zhì)(填化學(xué)式),可通過重結(jié)晶法提純K2FeO4,具體操作步驟為將粗產(chǎn)品先用飽和KOH溶液溶解,然后濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。其中干燥可采用的方法是(寫出一種干燥方法)。

(4)利用電化學(xué)原理,用鐵釘和氫氧化鉀溶液為原料可以獲得K2FeO4。在制備過程中鐵釘作極,請寫出獲得FeO42-14.(2017·北京卷改編)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下:向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物取少量黑色固體,洗滌后,(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。

(2)針對“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是(用離子方程式表示)。針對兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn):

①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān),對比實(shí)驗(yàn)記錄如下:序號(hào)取樣時(shí)間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色。ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀;較3min時(shí)量小;溶液紅色較3min時(shí)加深。ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀;較30min時(shí)量小;溶液紅色較30min時(shí)變淺。(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN)②對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè):假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+;假設(shè)b:空氣中存在O2,由于(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+;

假設(shè)c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可產(chǎn)生Fe假設(shè)d:根據(jù)現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。

③下列實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向硝酸酸化的溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液,3min時(shí)溶液呈淺紅色,30min后溶液幾乎無色。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ:裝置如圖。其中甲溶液是,操作現(xiàn)象是。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測實(shí)驗(yàn)ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:

。

參考答案

綜合訓(xùn)練(三)元素化合物1.A鈉是活潑的金屬,工業(yè)上通過電解熔融氯化鈉制取金屬鈉,A錯(cuò)誤。2.CA項(xiàng),碳酸鈉的水解程度比碳酸氫鈉的大,故堿性:Na2CO3>NaHCO3,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鎂能在二氧化碳和氮?dú)庵腥紵?錯(cuò)誤;C項(xiàng),硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下與氧氣、氯氣和硫酸等不發(fā)生反應(yīng),正確;D項(xiàng),二氧化硫能與有機(jī)色素化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),這屬于二氧化硫的漂白性而不是氧化性,錯(cuò)誤。3.C補(bǔ)血藥劑的主要成分是硫酸亞鐵,不是硫酸鐵,故C錯(cuò)誤。4.C生成可燃性氣體,說明發(fā)生反應(yīng)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,溶液為淺綠色,只有一種金屬離子,則發(fā)生CuO+H2SO4CuSO4+H2O后,又發(fā)生CuSO4+FeFeSO4+Cu,且Cu被完全置換,生成0.64gCu,其物質(zhì)的量=0.64g64g·mol-1=0.01mol,由Cu元素守恒可知n(CuO)=n(Cu)=0.01mol,故混合物中:m(CuO)=0.01mol×80g·mol-1=0.80g,則m(Fe)=6.40g-0.80g=5.60g,n(Fe)=5.60g56g·mol-5.CA項(xiàng),硫酸鋇難溶于水,錯(cuò)誤;B項(xiàng),氧化鐵難溶于水,濾液中沒有三價(jià)鐵,錯(cuò)誤;C項(xiàng),1molH2、1molAl、1molCO作還原劑分別轉(zhuǎn)移電子2mol、3mol、2mol。根據(jù)電子守恒,還原等量Fe2O3需要物質(zhì)的量之比為3∶2∶3;D項(xiàng),結(jié)晶水合物是純凈物。6.C①稀有氣體分子中不存在化學(xué)鍵,錯(cuò)誤;②氯化銨是離子化合物,錯(cuò)誤;③非金屬元素與氫元素形成的共價(jià)鍵一定是極性鍵,正確;④離子化合物中一定含有離子鍵,正確;⑤氯化鋁是共價(jià)化合物,錯(cuò)誤;⑥化合物中可以存在多種化學(xué)鍵,錯(cuò)誤;⑦含共價(jià)鍵的化合物不一定是共價(jià)化合物,例如氫氧化鈉中含有共價(jià)鍵,屬于離子化合物,正確;⑧含離子鍵的化合物一定是離子化合物,正確;⑨氯化鈉和HCl溶于水都發(fā)生電離,克服粒子間作用力的類型不相同,前者是離子鍵,后者是共價(jià)鍵,錯(cuò)誤,答案選C。7.B生產(chǎn)玻璃的過程不涉及氧化還原反應(yīng),B項(xiàng)符合題意;SiCl4的沸點(diǎn)較低,提純四氯化硅可用多次分餾的方法,D項(xiàng)不符合題意。8.BA項(xiàng),銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)時(shí),均只有Al參加反應(yīng),正確;B項(xiàng),若溶液A、B均選用稀硝酸,則兩種金屬均可反應(yīng),方案Ⅱ中無固體剩余,錯(cuò)誤;C項(xiàng),當(dāng)溶液B選用濃硝酸時(shí),鋁鈍化生成氧化膜,所測鋁的質(zhì)量偏大,則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,正確;D項(xiàng),方案Ⅰ需收集氣體,并需要將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,不如方案Ⅱ稱固體質(zhì)量方便,正確。9.D高純度的單質(zhì)硅是半導(dǎo)體,可用于制作計(jì)算機(jī)芯片,故A正確;鈉鉀合金常溫下為液態(tài),可在快中子反應(yīng)堆中作熱交換劑,故B正確;二氧化硫有漂白性,但有毒,不可用作熏蒸粉絲,故C正確;碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多,而碳酸鈉因其堿性強(qiáng)、有腐蝕性不能用來中和胃酸,故D錯(cuò)誤。10.DA項(xiàng),鐵足量時(shí),遇濃硫酸在常溫時(shí)發(fā)生“鈍化”現(xiàn)象;B項(xiàng),體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性;C項(xiàng),硫酸鋇作為鋇餐的原因是因?yàn)榧炔蝗苡谒?又不溶于酸,起到“造影”作用。11.A制造光導(dǎo)纖維的原料是SiO2而不是Si。12.A試紙?jiān)跈z測溶液時(shí)不能濕潤,否則會(huì)稀釋溶液,而檢測氣體時(shí)必須濕潤,故A正確;硫酸難揮發(fā),所以焰色反應(yīng)使用的鉑絲通?？捎孟←}酸清洗,故B錯(cuò)誤;酒精與水互溶,酒精不能作萃取劑,故C錯(cuò)誤;NaOH具有腐蝕性,不能用NaOH溶液浸洗皮膚,在實(shí)驗(yàn)室遇酸灼燒,應(yīng)用水洗后涂上稀硼酸溶液,故D錯(cuò)誤。13.答案:(1)2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H(2)防止生成的K2FeO4因受熱而分解(3)KNO3、KCl用無水乙醇(或者丙酮)洗滌帶走固體表面的水分(4)陽Fe-6e-+8OH-FeO42-+4H解析:(1)根據(jù)流程圖,第③步是Fe3+與ClO-在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeO42-、Cl-和水,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO42-(2)因?yàn)楦哞F酸鹽熱穩(wěn)定性差,為防止生成的K2FeO4因受熱而分解,所以第③步反應(yīng)的體系溫度不宜過高,并最好控制溫度在30℃(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH2K2FeO4+3KCl+5H2O+6KNO3,所以通過結(jié)晶方法從溶液Ⅱ得到的粗產(chǎn)品中主要含有雜質(zhì)KNO3和KCl;因乙醇易揮發(fā)且和水互溶,所以干燥可采用的方法是用無水乙醇(或者丙酮)洗滌帶走固體表面的水分。(4)利用電化學(xué)原理,用鐵釘和KOH溶液為原料可以獲得K2FeO4,鐵元素由0價(jià)升高到+6價(jià),失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以在制備過程中鐵釘作陽極,陽極生成FeO42-的電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-FeO414.答案:(1)加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀(2)Fe+2Fe3+3Fe2+②4Fe2++O2+4H+Fe3++2H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀③0.05mol·L-1NaNO3FeSO4溶液分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)滴加KSCN溶液,后者紅色更深(3)溶液中存在反應(yīng):①2Ag++FeFe2++2Ag,②Ag++Fe2+Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+3Fe2+。反應(yīng)開始時(shí),c(Ag+)大,以反應(yīng)①②為主,c(Fe3+)增大。約30min后,c(Ag+)小,以反應(yīng)③為主,c(Fe3+)減小解析:(1)根據(jù)題意得,向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,則反應(yīng)后的黑色固體中一定含有過量鐵,同時(shí)含有銀,向固體中加硝酸,加熱使固體溶解,再加稀鹽酸,若有白色沉淀產(chǎn)生,則