Question

【题目】研究铁及其化合物对于工业生产具有重要意义．
（1）Fe2（SO4）3和明矾一样也具有净水作用，其净水的原理是（用离子方程式表示）．
（2）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的水处理剂．已知高铁酸盐热稳定性差，工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如图1所示：
①反应②氧化过程所发生反应的离子方程式是： ， 在生产中一般控制反应温度30℃以下，其原因是： ．
②反应③中加入浓KOH溶液可析出高铁酸钾（K2FeO4），这说明 ．
③在提纯K2FeO4中采用重结晶、过滤、洗涤、低温烘干的方法，洗涤滤渣的方法是 ．
④若某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定溶液中ClO﹣与ClO3﹣的物质的量之比是1：2，则Cl2与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为 ．
（3）工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4 ， 其工作原理如图2所示：阳极的电极反应式为；其中可循环使用的物质是 ． （填化学式）

Answer 1

【答案】
（1）Fe3++3H2O?Fe（OH）3（胶体）+3H+
（2）2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；防止生成的高铁酸钠发生分解；该温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小；用玻璃棒将蒸馏水引流至过滤装置中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2～3次；11：3
（3）Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O；NaOH溶液
【解析】解：（1）三价铁离子水解产生氢氧化铁胶体，离子方程式为：Fe3++3H2OFe（OH）3（胶体）+3H+ ， 胶体表面积大，吸附能力强，达到净水目的， 所以答案是：Fe3++3H2OFe（OH）3（胶体）+3H+；（2）①氯气与氢氧化钠反应产生强氧化剂次氯酸钠，硝酸铁水解产生氢氧化铁胶体，次氯酸钠将氢氧化铁氧化成高铁酸钠，离子方程式为：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；已知高铁酸盐热稳定性差，在实际生产中一般控制反应温度30℃以下，其原因是防止生成的高铁酸钠发生分解，
所以答案是：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；防止生成的高铁酸钠发生分解；②加入浓KOH溶液可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明该温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，
所以答案是：该温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小；③洗涤滤渣的方法是，将滤渣放在过滤装置中，用玻璃棒将蒸馏水引流至过滤装置中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2～3 次，
所以答案是：用玻璃棒将蒸馏水引流至过滤装置中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2～3 次；④Cl2生成ClO﹣与ClO3﹣是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，
经测定ClO﹣和ClO3﹣物质的量之比为1：2，
则可设ClO﹣为1mol，ClO3﹣为2mol，被氧化的氯元素的物质的量为：1mol+2mol=3mol，
根据化合价变化可知，反应中失去电子的总物质的量为：1mol×（1﹣0）+2mol×（5﹣0）=11mol，
氧化还原反应中得失电子数目一定相等，则该反应中失去电子的物质的量也是11mol，
Cl2生成KCl是被还原的过程，化合价由0价降低为﹣1价，
则被还原的Cl的物质的量为： =11mol，
所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为11mol：3mol=11：3，
所以答案是：11：3；（3）阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO42﹣ ， 由于是碱性环境，故电极方程式为：Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O，
在电解时，水电离的H+在阴极放电：2H++2e﹣=H2↑，c（OH﹣）增大，Na+通过阳离子交换膜进入阴极区，使阴极区c（NaOH）增大，故NaOH可以循环使用，
所以答案是：Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O；NaOH溶液．