Question

【題目】高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中常用的一種新型凈水劑，在反應(yīng)中被還原成Fe3+離子，工業(yè)上常用NaClO氧化Fe(OH)3生產(chǎn)高鐵酸鈉：

完成下列填空：

（1）配平上述化學(xué)方程式：___ Fe(OH)3 + ___ NaClO + ___ NaOH → ____ Na2FeO4 +___ NaCl +___ H2O

（2）其中發(fā)生還原反應(yīng)的元素是__________；若制備過程中消耗了0.15 mol NaClO，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是____________________。

（3）高鐵酸鈉之所以能凈水，除了能殺菌消毒外，另一個原因是（結(jié)合離子方程式回答）_________________________________________________。

（4）生產(chǎn)高鐵酸鈉的另一種方法是電解法，原理是Fe + 2NaOH + 2 H2O → Na2FeO4 + 3 H2↑

則電解過程中Fe在_________。（選填編號）

a. 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) b. 陰極發(fā)生還原反應(yīng)

c. 陽極發(fā)生還原反應(yīng) d. 陰極發(fā)生氧化反應(yīng)

（5）某地海水樣品經(jīng)Na2FeO4處理后，所含離子及其濃度如下表所示(H+和OH-未列出）：

離子	SO42-	Mg2+	Fe3+	Na+	Cl-
濃度（mol/L）	a	0.05	0.10	0.50	0.58

表格中的a_______0.16 (填“＞”、“＜”或“=”），判斷的理由是______________________。

Answer 1

【答案】2 3 4 2 3 5 +1價氯元素 0.3NA 生成產(chǎn)物Fe3+發(fā)生水解，Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+，形成Fe(OH)3膠體吸附雜質(zhì)。 a > 處理后溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH—)，根據(jù)電荷守恒，a> 0.16。

【解析】

（1）根據(jù)電子守恒和元素守恒配平方程式；

（2）發(fā)生還原反應(yīng)的元素化合價降低；

（3）水解生成膠體，膠體可吸附雜質(zhì)；

（4）電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

（5）根據(jù)電荷守恒分析。

（1）反應(yīng)中鐵元素化合價從+3價升高為+6價，升高3價，氯元素從+1價降為氯化鈉中-1價，降2價，要使得失電子守恒，二者最小公倍數(shù)為6，則氫氧化鐵系數(shù)為2，次氯酸鈉系數(shù)為3，依據(jù)原子個數(shù)守恒，反應(yīng)方程式：2Fe（OH）3+4NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；

故答案為：2；3；4；2；3；5；

（2）發(fā)生還原反應(yīng)的元素化合價會降低，根據(jù)（1）可知+1價Cl元素化合價降低；根據(jù)方程式可知消耗0.15 mol NaClO轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NA，

故答案為：+1價氯元素；0.3NA；

（3）高鐵酸鈉是水處理過程中常用的一種新型凈水劑，在反應(yīng)中被還原成Fe3+離子，Fe3+離子發(fā)生水解，Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+，形成Fe(OH)3膠體吸附雜質(zhì)，

故答案為：生成產(chǎn)物Fe3+發(fā)生水解，Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+，形成Fe(OH)3膠體吸附雜質(zhì)；

（4）根據(jù)原理Fe + 2NaOH + 2 H2O → Na2FeO4 + 3 H2↑可知Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，所以為陽極，故答案為：a；

（5）根據(jù)電荷可知： ，即，化簡得：2a=0.32+ c(H+)-c(OH-),處理后溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH—)，所以a＞0.16，

故答案為：>；處理后溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH—)，根據(jù)電荷守恒，a> 0.16。