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高铁酸钾(K2FeO4)易溶于水,具有强氧化性,是一种新型水处理剂.工业上常用如下方法制备高铁酸钾:以铁丝网为阳极电解NaOH溶液,然后在阳极液中加入50%的KOH溶液,充分反应后,过滤、用异丙醇洗涤、干燥,即可制得.
(1)高铁酸钾具有强氧化性的原因是
 
.
(2)用异丙醇代替水洗涤产品的好处是
 

(3)最近,工业上又用铁的氧化物代替铁丝网制备高铁酸盐,其优点是原料更价廉易得且可提高电能的使用效率.则用Fe203作阳极的电极反应式为
 
;若通过相同的电流,分别用铁丝网、Fe2O3作阳极制得的高铁酸钾的质量之比为
 
.
(4)若用一表面附有Fe3O4的铁丝网20.0g作阳极电解,当通过1.4mol电子时,铁丝网恰好电解完全.试计算此时生成高铁酸钾的质量.
 
.
考点:电解原理,铁的氧化物和氢氧化物
专题:电化学专题,几种重要的金属及其化合物
分析:(1)高铁酸钾中铁元素在+6价易得到电子表现氧化性;
(2)异丙醇代替水洗涤减少产品损耗易挥发;
(3)用Fe203作阳极失电子生成FeO42-,依据电子守恒和电解原理写出电极反应;依据铁做阳极生成高铁酸根离子的电极反应计算得到;
解答: 解:(1)高铁酸钾具有强氧化性的原因是高铁酸钾中铁元素化合价为+6价,高价态易得到电子表现氧化性;
故答案为:其中的Fe元素为+6价,易得电子;
(2)用异丙醇代替水洗涤产品,避免产品溶解损失,同时异丙醇易挥发,易于干燥;
故答案为:减少洗涤时产品的损失且产品易干燥;
(3)用Fe203作阳极的电极反应式,依据元素化合价变化和电荷守恒,结合电解质溶液是碱性溶液,写出电极反应为Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O;分别用铁丝网、Fe2O3作阳极制得的高铁酸钾,电极反应为:Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O,Fe+8OH--6e-=4H2O+FeO42-,高铁酸根离子物质的量为1:2,所以高铁酸根离子的质量之比为1:2;
故答案为:Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O,1:2;
(4)n(Fe3O4)×232 g?mol-1+n(Fe)×56 g?mol-1=20 g
n(Fe3O4)×10+n(Fe)×6=1.4 
解得:n(Fe3O4)=0.05 mol,n(Fe)=0.15 mol  
n(K2FeO4)=0.05 mol×3+0.15 mol=0.30 mol
m(K2FeO4)=0.30 mol×198 g?mol-1=59.4 g;
故答案为:59.4 g
点评:本题考查了电解原理的应用和电子守恒的计算,注意电极反应的书写,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

将0.050mol SO2和0.030mol O2放入容积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H=-196.64kJ/mol.
(1)若反应达到平衡后,c(SO3)=0.040mol/L,则该反应的平衡常数K=
 
,平衡时SO2的转化率为
 
,反应放出的热量为
 
.
(2)若反应达到平衡后,降低温度,则该反应的平衡常数
 
,SO2的转化率
 
,正反应速度
 
(以上均填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)600℃时,SO2与O2在密闭容器内反应的过程中SO2、O2和SO3的物质的量随时间的变化如图所示:据图回答:
①反应处于平衡状态的时间是
 
.
②反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是
 
(用文字表达).
③10min到15min的曲线变化的原因可能是
 
(填写编号).
a.加了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO3的物质的量.

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科目:高中化学 来源: 题型:

设反应①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)平衡常数K1;反应②Fe(s)+H2O(g)?FeO+H2(g)平衡常数为K2.测得在不同温度下,K1、K2值如下:
温度/°C K1 K2
500 1.00 3.15
700 1.47 2.26
900 2.40 1.60
(1)若500℃时进行反应①,CO2起始浓度为2mol?L-1,CO2转化率为
 
.
(2)900℃进行反应③H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g),其平衡常数K3为
 

(3)反应②的焓变△H
 
0(填大于、小于、等于).
(4)700℃反应②达到平衡,使得该平衡向右移动,其它条件不变时,可以采取的措施有
 
(填序号)
A.缩小反应器体积    B.加入水蒸气     C升高温度到900℃D.使用合适的催化剂
(5)如图图象符合反应①的是
 
 (填序号)(图中v是速率、φ为混合其中CO含量,T为温度)

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科目:高中化学 来源: 题型:

在一定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO+H2O(g)?CO 2+H2.其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T(℃) 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的逆反应为
 
(填吸或放)热反应.
(2)判断该反应到达平衡的依据是
 
(填字母代号)
A、容器内压强不变          B、混合气体中c(CO)不变
C、v 正(H2)=v逆(H2O)   D、c(CO)═c(CO2)
E、K值不变                F、c(CO)/c(H2O)不变
(3)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在T1℃时发生反应.
①CO和H2O的浓度变化如图所示,则在0~4min时正反应的平均反应速率为v(CO)=
 
.

②此反应的温度
 
(填大于、小于或等于)830℃.
③图中6min~7min之间浓度发生变化的原因可能是:
 
.
A、只充入水蒸气   B、只降低温度  C、只使用催化剂  D、只充入惰性气体 E、增大压强   F、只充入CO2
(4)830℃时,起始浓度c(CO)=a mol/L,c(H2O)=b mol/L,平衡时c(H2)=c mol/L.
则:①a、b、c 之间的关系是
 
.②当a=b时,a=
 
c.

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科目:高中化学 来源: 题型:

常温下,用0.1mol/L CH3COOH溶液滴定20mL O.1mol/L NaOH溶液的滴定曲线如图所示,则在混合后的溶液中下列粒子浓度的关系式干不正确的是(忽略溶液混合时体积变化)(  )
A、pH=8时:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B、a点时:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C、PH=7时:c(CH3COO-)+c(H+)=c(Na+)+c(OH-)
D、b点时:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05mol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
请回答:①写出常温下,固体单质C与气体O2反应生成CO气体的热化学方程式
 
,
②若24gC单质与一定量的O2充分反应后,放出了362.5kJ热量,则所得各产物的物质的量之比为
 
.
(2)合成氨在工农业生产与生活中有着重要作用.请根据下列要求回答问题:
①如图是N2与H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图,请写出该反应的热化学反应方程式
 
.根据反应特点,在反应过程中不再添加任何反应物前提下,若要进一步提高氮气的转化率,可采用
 
方法.
②某温度下,将2mol N2与6mol H2的混合气体通入体积为2L的密闭容器中充分反应,平衡时生成物的体积分数为
1
3
,则该反应的平衡常数为
 
.若在该平衡混合气中再充入1molN2与1mol NH3,平衡
 
移动(填“不”、“向正反应方向”或“向逆反应方向”).
③工业合成氨需要的反应条件高且产量低,有化学家采用高质子导电性陶瓷(仅能传递H+)实现电化学合成,从而大大提高了氮气与氢气的转化率.则N2与H2在电化学合成氨过程中,正极反应式为
 
.
④工业废气中的氮氧化物常用氨气处理使其转化为无毒的N2,现有NO与NO2混合气体3.0L与3.4L(同温同压下)NH3反应,恰好使其全部转化为氮气,则原混合气体中NO与NO2的体积比为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)△H
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0KJ?mol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5KJ?mol-1
则△H=
 
KJ?mol-1.
(2)高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=
 
,温度升高后,K值
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡.
Fe2O3 CO Fe CO2
甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0
乙/mol 1.0 2.0 1.0 1.0
①甲容器中CO的平衡转化率为
 
.
②下列说法正确的是
 
(填字母).
A.当容器内气体密度恒定,表明反应达到平衡状态
B.甲容器中CO的平衡时的速率小于乙容器中CO平衡时的速率
C.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为3:2
D.增加Fe2O3的量可以提高CO的转化率
(4)汽车尾气是城市空气污染的一个重要因素,一种CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在高温熔融状态下能传导O2-(过程中无气体产生),则负极的反应式为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

完成下列各题:
(1)请写出2个与离子方程式对应的化学方程式〔必须是三种不同类别的物质(酸、碱、盐)之间的反应〕:
“Ag++Cl-═AgCl↓”①
 
;②
 
.
“H++OH-=H2O”③
 
;④
 
.
(2)在淀粉KI溶液中加入少量FeCl3溶液,溶液即变蓝色,写出该反应的离子方程式:
 
.在上述蓝色溶液中通入足量的SO2气体,蓝色逐渐消失,写出该反应的离子方程式:
 
.
(3)某原电池构造如图所示.写出其总反应方程式
 

(4)工业上生产MnO2的方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液.阳极的电极反应式是
 
.若电解电路中通过4mol电子,MnO2的理论产量为
 
.(可能用到的相对原子质量:H-1,O-16,S-32,Mn-55)

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科目:高中化学 来源: 题型:

设NA代表阿伏加德罗常数的值,则下列叙述正确的是(  )
A、1 mol NaHSO4晶体中含有的离子总数为3NA
B、常温下,0.1mol/L Na2C03溶液中C032-的数目一定小于0.1NA
C、标准状况下,2.24LCH3Cl中含有的共用电子对数为O.4NA
D、用石墨作电极电解CuSO4溶液,当阳极产生2.24L标准状况下的气体时,流经溶液的电子数为0.4NA

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