Question

【題目】鐵的化合物在工業(yè)上有重要的應(yīng)用．

（1）FeCl3凈水的原理是（用離子方程式表示）_________________．FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備，除H+作用外，另一主要原因是（用離子方程式表示）________________．

（2）為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO3 氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3．

①若酸性FeCl2廢液中c（Fe2+）=2.0×10﹣2molL﹣1，c（Fe3+）=1.0×10﹣3molL﹣1，c（Cl﹣）=5.3×10﹣2molL﹣1，則該溶液的PH約為_____．

②完成NaClO3 氧化FeCl2 的離子方程式：

　ClO3﹣ +___Fe2+ +___ ____= __Cl﹣ + ___Fe3++ __ ____．

（3）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效、多功能水處理劑，且不會(huì)造成二次污染．已知高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差，工業(yè)上用濕法制備K2FeO4的流程如圖1所示：反應(yīng)③加入濃KOH溶液可析出高鐵酸鉀（K2FeO4），這說明__________________________．某溫度下，將Cl2通入NaOH溶液中，反應(yīng)后得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，經(jīng)測(cè)定ClO﹣與ClO3﹣離子的物質(zhì)的量之比是1：2，則Cl2與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為_____．

（4）工業(yè)上還可用通過電解濃NaOH溶液來制備Na2FeO4，其工作原理如圖2所示：陽極的電極反應(yīng)式為__________________________。

Answer 1

【答案】 Fe3++3H2OFe（OH）3（膠體）+3H+ 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2 1 6 6H+ 1 6 3 H2O 該溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小 11：3 Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O

【解析】（1）FeCl3凈水的原理是FeCl3水解生成Fe(OH)3膠體，吸附水中懸浮的雜質(zhì)，用離子方程式表示：Fe3++3H2OFe（OH）3（膠體）+3H+ ；Fe3＋的氧化性強(qiáng)，能與Fe作用2Fe3++Fe=3Fe2+ ；（2）①若酸性FeCl2廢液中c（Fe2+）=2.0×10﹣2molL﹣1，c（Fe3+）=1.0×10﹣3molL﹣1，c（Cl﹣）=5.3×10﹣2molL﹣1，根據(jù)電荷守恒，c(H＋)+2c（Fe2+）+3c（Fe3+）=c（Cl﹣）+c（OH﹣），c(H＋)=5.3×10﹣2molL﹣1-（2×2.0×10﹣2molL﹣1+3×1.0×10﹣3molL﹣1）=1.0×10﹣2molL﹣1，PH=-lg1.0×10﹣2=2，則該溶液的PH約為2；②ClO3﹣中Cl元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為Cl-中-1價(jià)，Fe2+中鐵元素由+2價(jià)升高為+3價(jià)，Fe2+是還原劑；化合價(jià)升降的最小公倍數(shù)為6，所以Fe2+系數(shù)為6，ClO3﹣系數(shù)為1，根據(jù)原子守恒可知，Fe3+系數(shù)為6，Cl﹣系數(shù)為1，H2O系數(shù)為3，然后通過電荷守恒，得氫離子，配平后離子方程式為：1ClO3﹣ +6Fe2+ +6 H+= 1Cl﹣ + 6Fe3++ 3 H2O；（3）加入濃KOH溶液可析出高鐵酸鉀（K2FeO4），說明該溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小；Cl2生成ClO－與ClO3－是被氧化的過程，化合價(jià)分別由0價(jià)升高為+1價(jià)和+5價(jià)，經(jīng)測(cè)定ClO－和ClO3－物質(zhì)的量之比為1：2，則可設(shè)ClO－為1mol，ClO3－為2mol，被氧化的氯元素的物質(zhì)的量為：1mol+2mol=3mol，根據(jù)化合價(jià)變化可知，反應(yīng)中失去電子的總物質(zhì)的量為：1mol×（1-0）+2mol×（5-0）=11mol，氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目一定相等，則該反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)的量也是11mol，Cl2生成KCl是被還原的過程，化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，則被還原的Cl的物質(zhì)的量為：=11mol，所以被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為11mol：3mol=11：3；（4）陽極是鐵，故陽極上鐵放電生成FeO42－，由于是堿性環(huán)境，故電極方程式為：Fe+8OH－-6e－=FeO42－+4H2O。