Question

高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂和高容量电池材料。以粗FeO（含有CuO、Al₂O₃和SiO₂等杂质）制备高铁酸钠的生产流程如下：

已知：NaClO不稳定，受热易分解。回答下列问题：
（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）中铁元素的化合价为            。
粗FeO酸溶过程中通入高温水蒸气，其目的是　　　　　　　              　　　。
（2）操作Ⅰ目的是得到高纯度FeSO₄溶液，氧化Ⅰ后的溶液中如果滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，由此推测氧化Ⅰ反应的离子方程式为　　　                  　　　　。
（3）本工艺中需要高浓度NaClO溶液，可用Cl₂与NaOH溶液反应制备：
①Cl₂与NaOH溶液反应的化学方程式为_____________________________________。
②在不同温度下进行该反应，反应相同一段时间后，测得生成NaClO浓度如下：

温度/0C	15	20	25	30	35	40	45
NaClO浓度/mol·L-1	4.6	5.2	5.4	5.5	4.5	3.5	2

请描述随温度变化规律：温度小于30℃时，NaClO浓度随温度升高而增大；温度高于30℃时，____________________________________________________。NaClO浓度随温度变化具有上述规律的原因为：________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________。

Answer 1

（1） +6  升高温度加快反应速率（或 提高酸溶效率）
（2）2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O（没配平扣1分）
（3）①Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O（写成离子方程式不扣分）
②规律：NaClO浓度随温度升高而降低（或减小）。
原因（共2分）：温度小于30℃时，升高温度，反应速率增大（1分）；温度高于30℃时， NaClO不稳定而分解。（1分）（多答其他不扣分）

试题分析：据化合价代数和为零算出铁的化合价为正六价。水不参与反应，所以只能从温度方面进行考虑加入高温水的目的即加快反应速率。三价的铁离子遇到硫氰化钾会显红色，所以据现象可推出2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O ，氯气与碱反应会生成两种盐，一种是正盐。另一种是次氯酸盐。故Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O 从表框上看，30摄氏度之前，反应速率是随着温度的增加而逐渐增大的，主要考虑到增大温度，反应速率加快。30摄氏度之后，次氯酸的量逐渐减小主要是考虑，次氯酸是不稳定的，在高温下会分解。