Question

高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种比氯气更好的净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下，回答下列问题：

（1）氯气作净水消毒剂是因为它溶于水生成了________，它有强的氧化性，能杀菌消毒。
（2）步骤②反应的离子方程式是                  。
（3）从溶液Ⅰ中分离出Na₂FeO₄后，还有副产品Na₂SO₄、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为                 。
（4）将一定量的Na₂FeO₄投入到pH不同的污水中（污水中其余成分均相同），溶液中Na₂FeO₄浓度变化如图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线II比曲线I对应的污水pH________（填“高”或“低”）。

（5）通过计算得知Na₂FeO₄的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）约是氯气的_____倍

Answer 1

（1）次氯酸或HClO    （2）2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O
（3）2Fe³⁺ + 3ClO^- + 10OH^- = 2FeO₄^2- + 3Cl^- + 5H₂O  （4）低    （5）0.64。

试题分析：（1）氯气在水中发生反应：Cl₂+H₂O="HCl+HClO." HclO有强的氧化性，能对水杀菌、消毒。（2）H₂O₂有强的氧化性，在酸性条件下把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，它本身被还原为H₂O。步骤②反应的离子方程式是2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O。（3）ClO^-能在碱性条件下把Fe³⁺氧化成FeO₄^2-，它本身被还为Cl^-。步骤③中反应的离子方程式为2Fe³⁺ + 3ClO^- + 10OH^- = 2FeO₄^2- + 3Cl^- + 5H₂O 。（4）FeO₄^2-在酸性条件下氧化能力比碱性条件下强，浓度变化大。所以曲线II比曲线I对应的污水pH小，即酸性强。（5）Na₂FeO₄的消毒效率是：3N_A÷166；氯气的消毒效率是：2N_A÷71.所以Na₂FeO₄的消毒效率与氯气消毒效率之比为：（3N_A÷166）：（2N_A÷71）=0.64..₂FeO₄）的制法、消毒效率及相应的化学反应原理。