实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中的化学反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有__________________(写离子方程式)。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否为K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ | 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。 |
方案Ⅱ | 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。 |
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由____________________________________产生(用离子方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
【答案】2KMnO4+16HCl =2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2OCl2+2OH− =Cl− + ClO− + H2OFe3+4FeO42−+20H+ = 4Fe3++3O2↑+10H2O排除ClO−的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在>溶液的酸碱性不同
镁:
化学式Mg,它是一种银白色的轻质碱土金属,化学性质活泼,能与酸反应生成氢气,具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布,是人体的必需元素之一,原子结构示意图:。
氧化镁:
化学式MgO是镁的氧化物,一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中,是冶镁的原料。
氢氧化镁:
化学式Mg(OH)2,式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水,易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃),呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂,还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。
镁及其化合物的物理性质和化学性质:
物理性质 | 化学性质 | |
Mg | 银白色固体,密度1.738g﹒cm3-,熔点645℃,沸点1090℃,导电导热性较好,延展性较好 | ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时,容易失去最外层电子成为阳离子,表现还原性。 Mg-2e-==Mg2+ ②镁与非金属反应 O2+2Mg2MgO Cl2+MgMgCl2 S+MgMgS 3Mg+N2Mg3N2 说明在常温下,镁能与空气里的氧气发生反应,生成一层致密的氧化物薄膜,从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化,所以镁有抗腐蚀性。 ③镁与酸反应 2HCl+Mg==MgCl2+H2↑ 2H++Mg==Mg2++H2↑ 镁跟硝酸、浓硫酸反应时,硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原,不生成氢气。 ④镁跟某些氧化物反应 2Mg+CO2C+2MgO ⑤镁跟水反应 Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑ 说明:镁跟冷水反应非常缓慢. |
MgO | 白色固体,离子化合物,熔点为3073K,硬度(莫氏)为6.5,难溶于水的固体,熔点很高,是很好的耐火材料 | 典型的碱性氧化物,不能与水反应 |
Mg(OH)2 | 白色难溶于水的固体,其水溶液中c(OH-)很小,可以使酚酞溶液变成浅红色 Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq) |
①可与酸反应生成盐和水,如Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O ②热稳定性差,受热容易分解 Mg(OH)2MgO+H2O |
工业制备镁:
电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应:2Cl--2e-==Cl2↑
阴极反应:Mg2++2e-==Mg
总反应:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2↑
说明氧化镁比氯化镁熔点高,为了降低能耗,工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。
氧化镁的应用:
氧化镁可用于染料,油漆,玻璃,化学试剂,医药,食品添加剂等方面,工业上利用MgO熔点高的特点,制造耐火材料。
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向50mL 18 mol・L-1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热.充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量( )
A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol
C.在0.45 mol和0.90 mol之间 D.大于0.90 mol
下列物质中,可用于治疗胃酸过多的是( )
A.碳酸钠 B.氢氧化钠 C.氧化钠 D.碳酸钡
本题分子量用以下数据:H2O=18.0 CaO=56.0 CaO2=72.0
过氧化钙是一种安全无毒的氧化物,通常含有部分CaO,且带有数量不等的结晶水。为分析某过氧化物样品的组成,进行了如下实验。
①称取0.270克样品,灼热使之完全分解,生成CaO.O2和H2O,得到的O2在标准状况下的体积为33.6毫升。
②另取0.120克样品,溶于稀盐酸,加热煮沸使生成的H2O2完全分解。然后将溶液中的Ca2+完全转化成CaC2O4沉淀,经过滤洗涤后,将沉淀溶于热的稀硫酸,用0.0200摩/升KMnO4溶液滴定,共用去31.0毫升KMnO4溶液。化学方程式如下:
5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5CaSO4+10CO2+8H2O
(1)写出CaO2受热分解的化学方程式。
(2)计算样品中的CaO2的质量分数。
(3)计算样品中的CaO2・xH2O的x值。
提示:某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。根据以下化学反应框图填空:
(1)单质F是_____________________。
(2)写出由E生成G的离子反应方程式(或化学方程式)____________。
(3)溶液I中所含金属离于是_____________________。
(4)由CEF若改用浓酸,则不能选用的浓酸是(写分子式)__________。
下列块状金属在常温时能全部溶于足量浓HNO3的是( )
A.Ag B.Cu C.A1 D.Fe
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