Question

【题目】水是生命之源，它与我们的生活密切相关。自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质。高铁酸钠具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂，在工业上制备高铁酸钠的方法有多种。

（1）简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_________________________________________________________________________。

（2）干法制备高铁酸钠的反应原理如下：

2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4

①高铁酸钠中铁元素的化合价为________________。

②上述方程式中b=____。每生成1molM，该反应转移电子的物质的量为_____________mol。

（3）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：

①步骤③中除生成Na2FeO4外，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为____________________________________。

②己知Na2FeO4在强碱性溶液中的溶解度较小。可向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液。从Na2FeO4悬浊液得到固体的操作名称为_____________________。

（4）计算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(结果保留两位小数。)

Answer 1

【答案】 高铁酸钠具有很强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe3+、Fe2+水解生成氢氧化铁胶体能吸附水中的杂质，起到净水作用 +6 1 10 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 过滤 0.64

【解析】(1)高铁酸钠具有强氧化性，可用于杀菌消毒，还原生成Fe3+，Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，可用来除去水中的悬浮物，达到净水的目的，故答案为：FeO42-有强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe3+，Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，达到净水的目的；

(2)①钠元素显+1价，氧元素显-2价，设铁元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：(+1)×2+x+(-2)×4=0，则x=+6价，故答案为：+6；

②2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4，根据质量守恒，a=2，M为O2，b=1，方程式配平得2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+O2↑+2Na2O+2Na2SO4，反应中铁元素化合价升高(6-2)×2=8，过氧化钠中的氧元素化合价升高(1-0)×2=2，化合价降低(2-1)×10=10，即每生成1mol O2，转移电子10mol，故答案为：1；10；

(3)①步骤③是碱溶液中次氯酸根离子氧化铁离子为高铁酸根离子，反应的离子方程式为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；故答案为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

②从Na2FeO4悬浊液得到固体可以通过过滤实现，故答案为：过滤；

(4)FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-，单位质量得到电子=0.018；Cl2+2e-=2Cl-，单位质量得到电子=0.028， =0.64，故答案为：0.64。