(三草酸合铁酸钾)可用于光催化反应，其制备流程如下。已知：室温下，

1. $\text{[math]}$ (三草酸合铁酸钾)可用于光催化反应，其制备流程如下。

已知：室温下， $\text{[math]}$

$\text{[math]}$

(1) “溶解”过程发生反应： $\text{[math]}$ ，计算 $\text{[math]}$ 。

(2) “氧化”过程铁元素会转化为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。以下措施能提高 $\text{[math]}$ 利用率的有_______(填标号)。 A. 恒温40℃ B. $\text{[math]}$ 替换为 $\text{[math]}$ C. 缓慢滴加 $\text{[math]}$ D. 滴液结束后煮沸 $\text{[math]}$

(3) “调节 $\text{[math]}$ ”过程交替加入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，溶液中 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 变化曲线如图。反应最佳的 $\text{[math]}$ 为3.5，计算此时 $\text{[math]}$ 。

(4) $\text{[math]}$ 可用于光催化氧化处理染料废水，其反应机理如下：

$\text{[math]}$

体系中活性物质 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的产率会影响染料脱色率。

①影响染料脱色率的因素有光照、溶液 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度和。

②结合平衡移动原理分析溶液 $\text{[math]}$ 不宜过低的原因是。

(5) 利用如下实验装置验证 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 能否发生氧化还原反应。

①闭合K，电压表指针偏转，一段时间后，(填操作和现象)，证实 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 能发生氧化还原反应。

②从限度和速率的角度解释“调节 $\text{[math]}$ ”过程中主要生成 $\text{[math]}$ 的可能原因是。

【考点】

制备实验方案的设计;

【答案】

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流程题普通

1. $\text{[math]}$ (简称LFP)主要用于各种锂离子电池，是最安全的锂离子电池正极材料，不含任何对人体有害的重金属元素。以盐湖卤水(主要含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 等)为原料制备 $\text{[math]}$ 的工艺流程如图。

注：日晒蒸发、喷雾干燥后固体含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等。

(1) $\text{[math]}$ 中Fe的化合价为价。

(2) 硼酸在水中的溶解度随温度的变化关系如图所示。

已知： $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 最多与mL $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液完全反应。“酸化脱硼”中采用(填“加热”或“冷却”)，采用该操作的目的是。

(3) “煅烧”过程中，常需要搅拌，搅拌的目的是。

(4) “蒸发分解”的化学方程式为。

(5) 已知不同温度下蒸发分解得到 $\text{[math]}$ 的产率及其溶解度随温度的变化关系如图所示。则“蒸发分解”的最佳温度是，制得 $\text{[math]}$ 后需要洗涤，具体操作为。

(6) 用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 制备 $\text{[math]}$ 时，有 $\text{[math]}$ 产生，则参与反应的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为。

流程题普通

2. 亚硝基过硫酸钾 $\text{[math]}$ 又名弗氏盐，是一种高效的选择性氧化剂，常用于氧化酚和苯胺衍生物成醌。已知该晶体易溶于水，在空气中不稳定，在酸性溶液中迅速分解，碱性溶液中较稳定。其制备流程如图所示：

回答下列问题：

(1) 步骤①中生成了 $\text{[math]}$ ，该反应的离子方程式为， $\text{[math]}$ 的空间构型为。

(2) 反应中使用的 $\text{[math]}$ 溶液需要新制，原因是。

(3) 从步骤③开始需要每过一段时间测定制备体系中的 $\text{[math]}$ 值， $\text{[math]}$ 值需要 $\text{[math]}$ ，目的是。

(4) 步骤④中 $\text{[math]}$ 溶液做氧化剂，其还原产物为 (填选项字母，下同)。

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$

(5) 由悬浊液最终得到亚硝基过硫酸钾要经过过滤、洗涤、抽滤等步骤，其中洗涤步骤要经过两次，先后使用的洗涤液为______。 A. KOH溶液、水 B. $\text{[math]}$ 溶液、乙醇 C. NaOH溶液、乙醇 D. KOH溶液、乙醇

(6) 若一开始加入的 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，最终得到亚硝基过硫酸钾 $\text{[math]}$ ，则本实验的产率为 $\text{[math]}$ (保留三位有效数字)。

流程题普通

3. 肉桂酸被广泛应用于制备药物、食品添加剂等精细化学品。实验室利用苯甲醛和乙酸酐无水环境下合成肉桂酸的原理及部分试剂物理常数如下。

名称	性状	比重	熔点℃	沸点℃	溶解度
苯甲醛	无色油状液体	1.044	$\text{[math]}$	179	微溶于水
乙酸酐	无色透明液体	1.082	$\text{[math]}$	140	与水缓慢反应生成乙酸
肉桂酸	白色晶体	1.248	135	300	难溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇

某实验小组采用如下装置制备肉桂酸(相对分子质量148)，实验步骤如下，按要求回答下列问题。

①在装置1三颈烧瓶中放入1.5mL(0.015mol)新蒸馏过的苯甲醛、4mL(0.036mol)新蒸馏过的乙酸酐以及2.2g(0.016mol)研细的无水碳酸钾，160~170℃回流30min。

②反应结束稍冷，加入10mL温水，改用装置2利用水蒸气蒸馏出未反应完的苯甲醛。

③将烧瓶冷却，加入10mL10%氢氧化钠溶液溶解肉桂酸，加热煮沸后加入少量活性炭脱色，趁热抽滤。

④将滤液冷却后，搅拌并用浓盐酸酸化，冷却后抽滤，洗涤沉淀，抽干获得粗产品1.5g。

(1) 仪器b的名称是，仪器a的作用为：。

(2) 步骤①中加热方式可以采用；a的上口连接盛有 $\text{[math]}$ 固体的干燥管，目的是。

(3) 装置2中水蒸气发生器为(填“1”或“2”)，判断水蒸气蒸馏操作结束的实验现象为。

(4) 步骤④中可采用洗涤沉淀，沉淀中含有少量氯化钠，可以用方法进一步提纯。

(5) 该实验中肉桂酸的产率约为%。(保留两位有效数字)

流程题普通

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀pH	1.9	4.2	6.2
沉淀完全pH	3.2	6.7	8.2