Question

高鐵酸鹽（如：Na₂FeO₄）是新型的高效飲用水消毒和凈化劑，制備高鐵鹽通常有濕法和干法兩種方法，請回答下列問題：
（1）濕法是在堿性條件下進行，請完成其離子方程式：

 

Fe（OH）₃+

 

ClO^-+

 

═

 

FeO₄^2-+

 

Cl^-+

 

H₂O
（2）干法制備的方法是：將Na₂O₂和FeSO₄按物質(zhì)的量比3：1比例在密閉、干燥的環(huán)境中混均，在N₂氣流中加熱至700℃，反應(yīng)1小時，生成高鐵酸鈉、氧化鈉、硫酸鈉等物質(zhì)，同時固體質(zhì)量失重4.145%（質(zhì)量分數(shù)）．寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）高鐵酸鹽具有消毒、殺菌作用的原因是

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)方程式的配平,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：氧化還原反應(yīng)專題,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)化合價變化配平Fe（OH）₃、ClO^-，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平FeO₄^2-、Cl^-，根據(jù)電荷守恒及質(zhì)量守恒定律確定未知物，最后配平反應(yīng)的離子方程式；
（2）根據(jù)題干信息判斷生成氣體的名稱，根據(jù)質(zhì)量關(guān)系判斷氣體的物質(zhì)的量，然后利用質(zhì)量守恒定律寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）高鐵酸鹽能夠消毒、殺菌利用的是其強氧化性．

解答： 解：（1）反應(yīng)中Fe（OH）₃→FeO₄^2-，鐵元素化合價由+3價升高為+6價，化合價總升高3價；ClO^-→Cl^-，氯元素化合價由+1降低為-1價，化合價總共降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故Fe（OH）₃系數(shù)為2，ClO^-系數(shù)為3，由鐵元素守恒可知FeO₄^2-系數(shù)為2，由氯元素守恒可知Cl^-系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒可知未知物為氫氧根離子，然后根據(jù)電荷守恒配平，配平后的離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2；3；4OH^-；2；3；5；
（2）將Na₂O₂和FeSO₄按物質(zhì)的量比3：1比例在密閉、干燥的環(huán)境中混均，在N₂氣流中加熱至700℃，反應(yīng)1小時，生成高鐵酸鈉、氧化鈉、硫酸鈉等物質(zhì)，同時固體質(zhì)量失重4.145%（質(zhì)量分數(shù)），過氧化鈉中氧元素為-1價，設(shè)參加反應(yīng)的Na₂O₂和FeSO₄的物質(zhì)的量分別為3mol、1mol，1molFeSO₄被氧化成Na₂FeO₄，化合價升高4mol，3mol過氧化鈉完全反應(yīng)變成-2價，則化合價降低6mol，化合價升降不相等，說明還有元素的化合價升高，根據(jù)化合價分析，鈉、S元素化合價達到再根據(jù)，只能是氧元素被氧化，則固體質(zhì)量減少的為氧氣的質(zhì)量，生成氧氣的物質(zhì)的量為：

(78g/mol×3mol+152g/mol×1mol)×4.145%

32g/mol

=0.5mol，即：2mol硫酸亞鐵與6mol過氧化鈉反應(yīng)生成1mol氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平反應(yīng)方程式為：2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，
故答案為：2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑；
（3）高鐵酸鹽中鐵元素化合價為+6價，具有強氧化性，所以可用于殺菌、消毒，
故答案為：強氧化性．

點評：本題考查了鐵的化合物性質(zhì)及制備方法、氧化還原反應(yīng)的配平，題目難度中等，注意掌握氧化還原反應(yīng)的配平方法，（2）為難點、易錯點，正確判斷氣體名稱及物質(zhì)的量關(guān)系為解答關(guān)鍵．