铁和铜是生活中常见的金属．（I）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的高效氧化剂和消毒剂，用于饮用水处理．

Question

铁和铜是生活中常见的金属．（I）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的高效氧化剂和消毒剂，用于饮用水处理．其工业制备用次氯酸钠、氢氧化钠溶液将硝酸铁氧化为高铁酸钠，然后用氢氧化钾转化为高铁酸钾．过滤得粗品，并用氢氧化钾溶液溶解，重结晶，用苯和95%乙醇进行脱碱、乙醚洗涤，干燥，制得高铁酸钾．请回答下列问题：（1）写出工业制备次氯酸钠的离子反应方程式______．（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应转化为高铁酸钾，该反应能够发生的原因是______．将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，该过程中也会使溶液的pH明显升高，同时有气泡冒出．其变化的化学方程式是______．（Ⅱ）铜与浓硫酸反应因条件不同生成的产物不同．某同学做铜与浓硫酸反应的实验时，观察到如下现象：①开始加热一会后先产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液．②随着温度升高，铜片表面黑色颗粒消失，试管中产生了细小的白色颗粒状物质．③继续加热至沸腾，其过程中也有气泡产生．停止加热静置，试管底部沉积的固体物质有黑色的和白色的，经检验黑色物质为硫化铜．④将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显．请回答问题：（1）请写出现象①的化学反应方程式______；（2）写出③反应的化学方程式______．（3）解释④现象产生的原因是______．（Ⅲ）高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是常用的氧化剂之一．实验室可用软锰矿（主要成分是MnO2 ）为原料制备高锰酸钾，基本过程如下：（1）将软锰矿与KOH的混合物放入铁坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌，使混合物熔融，即可得绿色的K2MnO4．反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2═2K2MnO4+2H2O实验中，不能将铁棒改为玻璃棒，理由是______；（2）将K2MnO4溶于水，通入CO2气体发生反应可制得KMnO4，同时产生了黑色沉淀．该反应的化学方程式为______．

Answer 1

（Ⅰ）（1）工业制备次氯酸钠，化学方程式是Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，其离子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）高铁酸钠与氢氧化钾反应能转化为高铁酸钾，说明高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠溶解度要小，否则无法转化；将高铁酸钾加入水中有红褐色沉淀产生，说明有氢氧化铁沉淀生成，该过程中也会使溶液的pH明显升高，说明有碱生成，同时有气泡冒出，说明有气体生成，
故答案为：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠溶解度要小；4K₂FeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+8KOH+3O₂↑；
（Ⅱ）（1）根据题目中的信息，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液，分析出产物为氧化铜，铜的化合价升高，硫酸的化合价降低，有二氧化硫生成，
故答案为：Cu+H₂SO_4（浓）

△   .

CuO+H₂O+SO₂↑；
（2）根据题目中的信息，黑色物质为硫化铜，其过程中也有气泡产生，气体为二氧化硫，白色的为无水硫酸铜，因溶液中的水被浓硫酸吸收，
故答案为：5Cu+6H₂SO_4（浓）

△   .

4CuSO₄+CuS↓+6H₂O+SO₂↑；
（3）将试管内的溶液倒入另一支试管中，溶液的蓝色不够明显，如果有硫酸铜存在，它的溶液为蓝绿色，不存在，说明在反应③中没有水，没有水说明水被浓硫酸吸收，白色的物质为无水硫酸铜，故答案为：反应过程中生成的少量水以水蒸气随SO₂释放出去，因此生成的CuSO₄几乎没有水溶解，反应后试管中的液体几乎都是浓H₂SO₄而不是CuSO₄ 溶液；
（Ⅲ） （1）二氧化硅能和氢氧化钾反应，反应方程式为：2KOH+SiO₂═K₂SiO₃+H₂O．故答案为：高温下KOH会腐蚀玻璃并带进硅酸盐等杂质；
（2）将K₂MnO₄溶于水，通入CO₂气体发生反应可制得KMnO₄，同时产生了黑色沉淀，根据信息，锰的化合价从+6价，升高为+7，根据氧化还原反应规律，必有元素化合价降低，从反应物的性质知，只有锰自身的氧化还原，即化合价降低，降为相邻的价态+4价，符合题目中的黑色沉淀信息特征，故答案为：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃．