Question

【题目】硫酸亚铁是生产钛白的副产品，价格低，以硫酸亚铁为原料制备高效净水剂高铁酸钾(K2FeO4)可大大降低成本。其生产工艺如下：

已知：NaNO2是在空气中将Fe2＋氧化为铁黄(FeOOH)的催化剂；铁黄微溶于酸。

请回答下列问题：

(1)铁黄(FeOOH)中铁元素的化合价是________。写出反应①生成铁黄(FeOOH)的离子方程式：____________________________，在通入O2“氧化”FeSO4的过程中，溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)

(2)写出反应③的化学方程式：___________________________________________。

(3)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是_____________________________。

(4)该工艺每消耗标准状况下112LCl2理论上得到________gK2FeO4。

Answer 1

【答案】＋3 4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋ 减小 2FeOOH＋3KClO＋4KOH=2K2FeO4＋3H2O＋3KCl K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降(答案合理均可) 660

【解析】

根据题意可知，本题考查陌生氧化还原方程式的书写及盐类的水解，运用氧化还原反应规律和盐类水解规律分析。

（1）根据化合物中元素化合价代数和为0可知，铁黄(FeOOH)中铁元素的化合价是+3价，根据题目中信息，氧化还原反应中元素化合价发生变化，根据电子得失守恒来配平可得反应①生成铁黄(FeOOH)的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋，结合离子方程式可知，在通入O2“氧化”FeSO4的过程中，溶液的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，

故答案为：＋3；4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋；减小；

（2）根据题中信息和氧化还原反应化合价发生变化确定反应物为FeOOH、KClO、KOH，生成物为K2FeO4、H2O、KCl，根据电子得失守恒配平得反应③的化学方程式为：2FeOOH＋3KClO＋4KOH=2K2FeO4＋3H2O＋3KCl，

故答案为：2FeOOH＋3KClO＋4KOH=2K2FeO4＋3H2O＋3KCl；

（3）K2FeO4中铁的化合价为+6价，价态高，易得电子，表现强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素的化合价为+3，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降，

故答案为：K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降(答案合理均可)；

（4）根据关系式：3Cl2～3KClO～2K2FeO4, 每消耗标准状况下112LCl2,即消耗5mol Cl2,则生成 mol K2FeO4，根据m(K2FeO4)=n(K2FeO4) ×M(K2FeO4)= mol×198g/mol=660g,

故答案为：660。