Question

【題目】水是生命之源，它與我們的生活密切相關。自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質。高鐵酸鈉具有很強的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑，在工業上制備高鐵酸鈉的方法有多種。

（1）簡述高鐵酸鈉用于殺菌消毒同時又起到凈水作用的原理_________________________________________________________________________。

（2）干法制備高鐵酸鈉的反應原理如下：

2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4

①高鐵酸鈉中鐵元素的化合價為________________。

②上述方程式中b=____。每生成1molM，該反應轉移電子的物質的量為_____________mol。

（3）工業上可以通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉，生產過程如下：

①步驟③中除生成Na2FeO4外，還有副產品Na2SO4、NaCl，則步驟③中反應的離子方程式為____________________________________。

②己知Na2FeO4在強堿性溶液中的溶解度較小。可向Na2FeO4溶液中繼續加入氫氧化鈉固體得到懸濁液。從Na2FeO4懸濁液得到固體的操作名稱為_____________________。

（4）計算Na2FeO4的消毒效率（以單位質量得到的電子數表示）約是氯氣的_______倍(結果保留兩位小數。)

Answer 1

【答案】 高鐵酸鈉具有很強的氧化性，能殺菌消毒，本身被還原為Fe3+、Fe2+水解生成氫氧化鐵膠體能吸附水中的雜質，起到凈水作用 +6 1 10 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 過濾 0.64

【解析】(1)高鐵酸鈉具有強氧化性，可用于殺菌消毒，還原生成Fe3+，Fe3+發生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質，可用來除去水中的懸浮物，達到凈水的目的，故答案為：FeO42-有強的氧化性，能殺菌消毒，本身被還原為Fe3+，Fe3+發生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質，達到凈水的目的；

(2)①鈉元素顯+1價，氧元素顯-2價，設鐵元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：(+1)×2+x+(-2)×4=0，則x=+6價，故答案為：+6；

②2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4，根據質量守恒，a=2，M為O2，b=1，方程式配平得2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+O2↑+2Na2O+2Na2SO4，反應中鐵元素化合價升高(6-2)×2=8，過氧化鈉中的氧元素化合價升高(1-0)×2=2，化合價降低(2-1)×10=10，即每生成1mol O2，轉移電子10mol，故答案為：1；10；

(3)①步驟③是堿溶液中次氯酸根離子氧化鐵離子為高鐵酸根離子，反應的離子方程式為：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；故答案為：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

②從Na2FeO4懸濁液得到固體可以通過過濾實現，故答案為：過濾；

(4)FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-，單位質量得到電子=0.018；Cl2+2e-=2Cl-，單位質量得到電子=0.028， =0.64，故答案為：0.64。