Question

【題目】高鐵酸鈉（Na2FeO4）具有很強的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑。工業(yè)上可以通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉，生產(chǎn)過程如下：

（1）高鐵酸鈉中鐵元素的化合價為 ，次氯酸鈉的電子式是________。

（2）步驟①反應的離子方程式是 。

（3）從溶液I中分離出Na2FeO4后，還有副產(chǎn)品Na2SO4 、NaCl，則步驟③中反應的離子方程式為 。

（4）工業(yè)上還可用電解濃NaOH溶液的方法制Na2FeO4，其工作原理如圖所示：

陽極的電極反應式為 。可循環(huán)使用的物質(zhì)是 。

（5）計算Na2FeO4的消毒效率（以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示）約是氯氣的________倍，

Answer 1

【答案】（1）+6，；

（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（4）Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，NaOH溶液；（5）0.64。

【解析】

試題分析：（1）高鐵酸鈉中O顯－2價，Na顯＋1價，化合價代數(shù)和為0，因此鐵的價態(tài)是＋6價，次氯酸鈉屬于離子化合物，其電子式為：；（2）利用過氧化氫的強氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被還原成H2O，因此離子反應方程式為：2Fe2＋ + H2O2 + 2H＋ = 2Fe3＋ + 2H2O；(3)根據(jù)題目信息，NaClO把Fe2(SO4)3氧化成Na2FeSO4，本身被還原成NaCl，根據(jù)化合價的升降進行配平，其離子反應反應式為：2Fe3＋ + 3ClO－ + 10OH－ = 2FeO42－ + 3Cl－ + 5H2O；(4)根據(jù)工作原理，陽極反應是Fe和OH－反應生成FeO42－，因此電極反應式為：Fe - 6e－ + 8OH－ =FeO42－ + 4H2O，陰極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，總電解反應式為Fe＋2OH－＋2H2O =FeO42－＋3H2↑，陰極產(chǎn)生NaOH，因此NaOH循環(huán)使用；(5)FeO42－→Fe3＋，單位質(zhì)量得到電子是3/166=0.018，Cl2→Cl－，單位質(zhì)量得到電子2/71=0.028，消毒效率為0.018/0.028=0.64。