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實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。
資料:K2FeO4 為紫色固體,微溶于 KOH 溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)制備 K2FeO4(夾持裝置略)
菁優(yōu)網(wǎng)
①A 為氯氣發(fā)生裝置。A 中反應(yīng)的離子方程式為
2
M
n
O
-
4
+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O
2
M
n
O
-
4
+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O
(錳被還原為 Mn2+)。
②請?jiān)?nbsp;B 方框內(nèi)將除雜裝置補(bǔ)充完整,并標(biāo)明所用試劑。
③C 中得到紫色固體和溶液。C 中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O
。
(2)探究 K2FeO4 的性質(zhì)
①取C 中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2.為證明是否 K2FeO4 氧化了 Cl-而產(chǎn)生 Cl2,設(shè)計(jì)以下方案:
方案Ⅰ 取少量 a,滴加KSCN 溶液至過量,溶液呈紅色。
方案Ⅱ 用 KOH 溶液充分洗滌C 中所得固體,再用KOH 溶液將K2FeO4 溶出,得到紫色溶液 b.取少量 b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。
由方案Ⅰ中溶液變紅可知a 中含有的離子為
Fe3+
Fe3+
,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4 將 Cl-氧化,該離子還可能由
4
F
e
O
2
-
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+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O
4
F
e
O
2
-
4
+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O
產(chǎn)生(用離子方程式表示)。
②根據(jù) K2FeO4 的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2
 
F
e
O
2
-
4
(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明,Cl2 和 
F
e
O
2
-
4
的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是
溶液酸堿性會(huì)影響粒子氧化性的強(qiáng)弱
溶液酸堿性會(huì)影響粒子氧化性的強(qiáng)弱

③資料表明,酸性溶液中的氧化性 
F
e
O
2
-
4
M
n
O
-
4
,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:將溶液 b 滴入MnSO4和足量H2SO4 的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性
F
e
O
2
-
4
M
n
O
-
4
.若能,請說明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。理由或方案:
能說明,理由:
F
e
O
2
-
4
在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是
M
n
O
-
4
的顏色;不能說明,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀硫酸,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色
能說明,理由:
F
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在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是
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的顏色;不能說明,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀硫酸,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色
。

【答案】2
M
n
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+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O;3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O;Fe3+;4
F
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+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O;>;溶液酸堿性會(huì)影響粒子氧化性的強(qiáng)弱;能說明,理由:
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在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是
M
n
O
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的顏色;不能說明,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀硫酸,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:462引用:2難度:0.2
相似題
  • 1.鐵粉具有平肝鎮(zhèn)心,消癡解毒之功效,主治驚痛、癲狂、腳氣沖心、貧血等。某興趣小組探究利用反應(yīng):H2+FeCO3
    Fe+CO2↑+H2O↑制取鐵粉并檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列說法不正確的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/11/17 13:0:1組卷:346引用:7難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.某同學(xué)用圖示裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究.
    a.向廣口瓶內(nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有一定質(zhì)量的純鐵粉的小燒杯放入瓶中.
    b.關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞.
    c.待紅磷充分燃燒,一段時(shí)間后打開分液漏斗旋塞,向燒杯中緩慢滴入一定量的4mol?L-1的稀硝酸,鐵粉完全溶解.
    氣體產(chǎn)物成分探究
    (1)實(shí)驗(yàn)前如何檢查該裝置的氣密性?
     

    (2)燃燒紅磷的目的是
     

    (3)為證明氣體產(chǎn)物為NO,步驟c后還缺少的一步主要操作是
     

    產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)探究:
    (4)提出合理假設(shè):
    假設(shè)1:產(chǎn)物中只有+2價(jià)鐵;假設(shè)2:
     
    ,
    假設(shè)3:產(chǎn)物中既有+2價(jià)鐵,又有+3價(jià)鐵.
    (5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證假設(shè)1成立(寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟現(xiàn)象和結(jié)論):
     

    問題討論:
    (6)廣口瓶中熱NaOH溶液的主要作用是
     
    .若假設(shè)3成立,且所得溶液中n(Fe2+):n(Fe3+)=3:1時(shí),則對(duì)應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為
     

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:62引用:5難度:0.3
  • 3.兩組同學(xué)對(duì)鐵及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行探究.
    (1)一組同學(xué)用圖1所示裝置對(duì)鐵與濃硫酸的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).已知:
    2Fe+6H2SO4(濃) 
     Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O.請你參與探究并回答相關(guān)問題.
    ①檢查裝置氣密性后,將過量的鐵屑和一定量的濃硫酸放入燒瓶,塞緊橡皮塞,開始計(jì)時(shí).t1時(shí)開始加熱,在鐵屑表面逐漸產(chǎn)生氣泡,當(dāng)有大量氣泡產(chǎn)生時(shí),控制反應(yīng)溫度基本不變.甲同學(xué)將收集到的氣體體積與時(shí)間的關(guān)系粗略地表示為圖2.
    在0~t1時(shí)間段,鐵屑表面沒有氣泡生成,說明鐵在濃硫酸中發(fā)生了
     
    ;
    t1~t2時(shí)間段,反應(yīng)生成的氣體是
     

    ②t2時(shí),取少量反應(yīng)液,先滴加少量新制飽和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈現(xiàn)血紅色.若再滴加過量新制氯水,卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去.同學(xué)們對(duì)紅色褪去的原因提出各自的假設(shè).乙同學(xué)的假設(shè)是:溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài).你的另一種假設(shè)是
     
    ;為了驗(yàn)證你的假設(shè),請?jiān)O(shè)計(jì)一種簡便的實(shí)驗(yàn)方案
     

    (2)另一組同學(xué)對(duì)鐵和稀硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究.他們用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若HNO3只被還原成NO,且反應(yīng)結(jié)束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,則
    a
    b
    的取值范圍是
     
    ;若反應(yīng)結(jié)束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,則
    a
    b
    的值為
     

    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:55引用:5難度:0.1
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