Question

10．铁及其化合物在生产生活中具有重要的作用．
（1）Fe²⁺易被吸收，给贫血者补铁时，应给予亚铁盐，某补铁口服液中的铁是Fe²⁺，某学生向其中加入NaOH溶液，则他应该观察到的现象是先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，该过程中的化学方程式为Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；另一学生怀疑其中的Fe²⁺可能变质，为验证他的想法，可向该口服液中加入KSCN溶液，若观察到溶液出现红色 的现象，则证明已经变质．
（2）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂．
①工业上用FeCl₃、NaOH、NaClO在一定条件下反应制备Na₂FeO₄，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+10 OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-．
②工业上还可用电解浓NaOH溶液的方法制Na₂FeO₄，其工作原理如图所示：
阳极的电极反应式是Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；整个过程中可循环使用的物质是NaOH溶液．

Answer 1

分析 （1）亚铁离子能够与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被氧化，所以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，据此写出反应的离子方程式；检验亚铁离子是否变质，可以通过检验溶液中是否含有铁离子进行判断，通常使用硫氰化钾溶液；
（2）①用FeCl₃、NaOH、NaClO在一定条件下反应制备Na₂FeO₄，氯元素化合价降低，所以生成物中有氯化钠，原子守恒判断产物中含有水，根据得失电子数守恒、原子守恒和电荷守恒来配平书写离子方程式；
②依据阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO₄^2-结合碱性环境来写出电极方程式，循环使用时参加反应过程，最后又生成的物质，根据OH^-在阳极被消耗，而在阴极会生成来分析．

解答 解：（1）某补铁口服液中的铁是Fe²⁺，某学生向其中加入NaOH溶液，发生了反应：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，氢氧化亚铁在氧气和水的作用生成氢氧化铁，反应的化学方程式是：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，则他应该观察到的现象是：先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；氢氧化亚铁在氧气和水的作用生成氢氧化铁，反应的化学方程式是：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，检验亚铁离子是否变质，可以使用硫氰化钾溶液进行检验，方法为：向该口服液中加入KSCN溶液，若观察到溶液变成红色，证明亚铁离子已经变质，
故答案为：先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；KSCN溶液；溶液出现红色；
（2）①由于是用FeCl₃、NaOH、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na₂FeO₄，故2molFeCl₃失去6mol电子，被氧化为2molNa₂FeO₄，失去的6mol电子能被3molNaClO得到，NaClO中+1价氯元素还原为-1价，得3molCl^-，加上2molFeCl₃中的6molCl^-，一共会生成9molNaCl；反应物中有10molNaOH，根据氢原子的守恒可知，产物中会生成5molH₂O，反应的化学方程式为：2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+5H₂O+9NaCl，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+10 OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-，
故答案为：2Fe³⁺+10 OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-；
②阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO₄^2-，由于是碱性环境，故电极方程式为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+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，故答案为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；NaOH溶液．

点评 本题考查了亚铁离子、铁离子的检验方法，原电池原理和电极反应的书写方法，涉及了离子方程式的书写，题目难度中等，注意明确检验铁离子、亚铁离子的方法，掌握亚铁离子与氢氧化钠反应的离子方程式及反应现象．