Question

工业上为从4J29合金（铁钴镍合金）废料中提取钴和镍，一般先用硫酸溶解合金，使其转化为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺，再把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，从而使Fe³⁺转化为某种沉淀析出，达到与Ni²⁺、Co²⁺分离的目的．生产上要使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，而不使Co²⁺、Ni²⁺氧化的试剂是NaClO或NaClO₃（均含少量H₂SO₄）溶液．反应的部分化学方程式如下（A为还原剂）：?
试回答下列问题：
（1）上述反应中，A为：

FeSO₄

（写化学式，下同），C为：

Fe₂（SO₄）₃

．
（2）配平下列离子方程式：?

（3）已知有3.21g Fe（OH）₃参加反应，共转移了5.42×10²²个电子，则n=

2

，FeO

n- 4

中铁的化合价为

+6

．
（4）根据（2）、（3）推测FeO

n- 4

能与下列哪些物质反应（只填序号）

BC

．
A．Cl₂ B．SO₂C．H₂S  D．O₂?

Answer 1

分析：（1）根据题意知，次氯酸钠和氯酸钠都是氧化剂，A是还原剂，则A失电子化合价升高，且溶液中含有硫酸，根据元素守恒判断A物质、C物质；
（2）根据氧化还原反应中得失电子数相等结合电荷守恒、原子守恒配平方程式；
（3）根据氢氧化铁和转移电子之间的关系式计算n值，再根据离子中化合价的代数和与其所带电荷数相等计算铁的化合价；
（4）根据高铁酸根离子中铁元素的化合价知高铁酸根离子具有强氧化性，能和强还原性的物质反应．

解答：解：（1）根据题意知，次氯酸钠和氯酸钠都是氧化剂，A是还原剂，则A失电子化合价升高，且溶液中含有硫酸，所以A中含有硫酸根离子且具有还原性，结合实验目的把Fe²⁺氧化为Fe³⁺从而使Fe³⁺转化为某种沉淀析出知，A是硫酸亚铁，B是硫酸，结合元素守恒知，C是硫酸铁，
故答案为：FeSO₄，Fe₂（SO₄）₃；
（2）该反应中铁元素的化合价+3→+（8-n），失去（5-n）个电子，氯元素的化合价+1→-1价，得到2个电子，得失电子的最小公倍数是2（5-n），所以氢氧化铁的计量数是2，次氯酸根离子的计量数是5-n，然后根据原子守恒配平方程式得
2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-=2 FeO₄^n-+（5-n）Cl^-+（n+3）H₂O，
故答案为2、5-n、2n、2、5-n、n+3；
（3）2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-=2FeO₄^n-+（5-n）Cl^-+（n+3）H₂O转移电子
     214g                                                 2（5-n）×6.02×10²³  
     3.21g                                                5.42×10²²
 n=5-

214×5.42×1022

3.21×2×6.02×1023

=2，FeO₄^2-中铁的化合价=-2-（-2）×4=+6，
故答案为：2，+6； 
（4）FeO₄^2-中铁元素化合价是最高价，所以该离子具有强氧化性，能和强还原性的物质反应，氯气和氧气具有强氧化性，所以不能和高铁酸根离子反应，二氧化硫和硫化氢具有强还原性，所以能和高铁酸根离子反应，故选B、C．

点评：本题考查了氧化还原反应及其配平，难度不大，根据得失电子数相等来配平方程式即可，注意元素化合价的判断．