高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的绿色高效水处理剂。某学习小组用下图所示装置(夹持仪器已略去)制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备K2FeO4。查阅资料知K2FeO4的部分性质如下: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在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。请回答下列问题:
23.仪器C和D中都盛有KOH溶液,其中C中KOH溶液的用途是_________________。
24.Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。为保证反应生成KClO,需要将反应温度控制在0~5℃下进行,在不改变KOH溶液浓度的前提下,实验中可以采取的措施是__________________。
25.在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式___________;该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,其原因是____________________。
26.制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质。一种提纯方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1KOH溶液中,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。 ①第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是(填化学式)______________、___________,过滤时不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是_____________________②晶体用乙醇洗涤的原因是________________________。
19.某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:
i.Fe3+ 在水溶液中以水合铁离子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+;
[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:
[Fe(H2O)6]3+(几乎无色) + nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色) + nH3O+(n = 0~6) ;
ii. [FeCl4(H2O)2]-为黄色。
进行实验:
实验I:
实验II:
分别用试管①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。透光率越小,溶液颜色越深;透光率越大,溶液颜色越浅。
图1 Fe(NO3)3溶液透光率随温度变化曲线
图2 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
(1)实验I中,试管②溶液变为无色的原因是_______________。
(2)实验I中,试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关,支持此结论的实验现象是__________________。
(3)由实验II图1、2可知:加热时,溶液颜色_________(填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)由实验II,可以得出如下结论:
[结论一] FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-
得出此结论的理由是_________。
[结论二] 结论一中反应的ΔH _________(填“>0”或“<0”)。
(5) 实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一。实验方案:取试管①中溶
液,__________________(请描述必要的实验操作和现象)。
10.将0.2 mol•L-1的KI溶液和0.05 mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡的是
18.下列实验操作、现象和结论均正确的是
和氯气反应制备KClO
从题意中不难发现该装置目的是制备KClO,因此必须氯气与氢氧化钾反应,从实验的绿色、环保角度就不难发现D需要吸收尾气。
物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。
题目给出的物质性质信息理解偏差
装置C加冰水浴冷却
因为Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。所以过程中必须保重反应物浓度较低且温度不能过高,这就必须采用冷却装置。
物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。
题目给出的物质性质信息理解偏差
2Fe(NO3)3 + 3KClO +10 KOH = 2K2FeO4 +3KCl + 6KNO3+5H2O 生成的K2FeO4在Fe3+催化作用下会发生分解
滴加顺序的改变对实验结果影响较大,将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,意味着硝酸铁溶液开始过量溶液中存在大量的三价铁离子,而Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解目标产物,所以需要避免Fe3+的出现,化学方程式的书写需要准确判断反应物和生成物,可知该反应为氧化还原反应,配平需要采用氧化还原配平方法保证得失电子相等。
物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。
题目给出的物质性质信息理解偏差
①Fe(OH)3 K2FeO4 滤纸在强碱条件下易被腐蚀②乙醇挥发时带走水分,防止K2FeO4与水发生反应
粗产品为固体混合物,且氢氧化铁是一种难溶物质,根据可溶于水这一特征,采用重结晶的方法能将其分离,因此第一次分离的固体为氢氧化铁,第二次应用到重结晶方法,分理处的固体为K2FeO4 ,为除去水分达到干燥,利用乙醇的易挥发性带走固体表面的水
物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。
题目给出的物质性质信息理解偏差