全国通用2021高考化学一轮复习第三章金属及其化合物微考点17氢氧化亚铁高铁酸钾制备实验探究练习含解析 5页

微考点17 氢氧化亚铁、高铁酸钾制备实验探究 题型一　氢氧化亚铁制备实验探究 ‎1．(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。‎ ‎(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。‎ ‎①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。‎ ‎②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是___________________________________。‎ ‎2．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6mol·L－1硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　)‎ A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑 B．实验开始应先将活塞E关闭 5‎ C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B瓶中 D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅰ，26)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ 仪器a的名称是________。‎ ‎(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。‎ ‎①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_____________________。‎ ‎②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________________________________。‎ ‎(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_______________________；‎ d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。‎ ‎(4)指出装置d可能存在的缺陷__________________。‎ 题型二　高铁酸钾制备实验探究 ‎4．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。‎ 湿法 强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 5‎ 干法 Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 ‎(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示：‎ ‎①反应Ⅰ的化学方程式为____________________________________________________。‎ ‎②反应Ⅱ的离子方程式为____________________________________________________。‎ ‎③加入饱和KOH溶液的目的是_______________________________________________。‎ ‎(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为__________________________，________________________________________________________________________。‎ ‎(3)干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________________。‎ ‎(4)除湿法、干法制备高铁酸盐外，我国学者还提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如右图所示。‎ ‎①Ni电极作________(填“阴”或“阳”)极；‎ ‎②Fe电极的电极反应式：_________________________________________________。‎ ‎‎ 5‎ 答案精析 ‎1．(1)①②③⑤　(2)①稀硫酸、铁屑　②煮沸　③避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2‎ 解析　(1)因为Fe(OH)2在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。‎ ‎(2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。‎ ‎2．B ‎3．(1)去除水中溶解氧　分液(或滴液)漏斗 ‎(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋　②排除c中空气 ‎(3)c中产生H2使压强大于大气压　(冰浴)冷却　过滤 ‎(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触 解析　(1)由题给信息，(CH3COO)2Cr·2H2O在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2，以免影响(CH3COO)2Cr·2H2O的制备。由仪器的结构特点可知，a为分液漏斗。‎ ‎(2)①Zn将Cr3＋还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr2＋被氧化。‎ ‎(3)过量的Zn与盐酸反应放出大量的H2，使装置c中压强增大，关闭K1和K2，打开K3时，溶液被压入装置d。由题给信息知，(CH3COO)2Cr·2H2O难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以便于(CH3COO)2Cr·2H2O析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。‎ ‎(4)装置d的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的O2易将(CH3COO)2Cr·2H2O氧化。‎ ‎4．(1)①2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O ‎②3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋===2FeO＋3Cl－＋5H2O　③增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出 ‎(2)高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒　产生的Fe(OH)3‎ 5‎ 胶粒有吸附性，有絮凝作用　(3)3∶1　(4)①阴　②Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O 5‎