Question

【题目】高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。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）高铁酸钠中铁元素的化合价为 ，次氯酸钠的电子式是________。

（2）步骤①反应的离子方程式是 。

（3）从溶液I中分离出Na2FeO4后，还有副产品Na2SO4 、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为 。

（4）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：

阳极的电极反应式为 。可循环使用的物质是 。

（5）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，

Answer 1

【答案】（1）+6，；

（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（4）Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，NaOH溶液；（5）0.64。

【解析】

试题分析：（1）高铁酸钠中O显－2价，Na显＋1价，化合价代数和为0，因此铁的价态是＋6价，次氯酸钠属于离子化合物，其电子式为：；（2）利用过氧化氢的强氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被还原成H2O，因此离子反应方程式为：2Fe2＋ + H2O2 + 2H＋ = 2Fe3＋ + 2H2O；(3)根据题目信息，NaClO把Fe2(SO4)3氧化成Na2FeSO4，本身被还原成NaCl，根据化合价的升降进行配平，其离子反应反应式为：2Fe3＋ + 3ClO－ + 10OH－ = 2FeO42－ + 3Cl－ + 5H2O；(4)根据工作原理，阳极反应是Fe和OH－反应生成FeO42－，因此电极反应式为：Fe - 6e－ + 8OH－ =FeO42－ + 4H2O，阴极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，总电解反应式为Fe＋2OH－＋2H2O =FeO42－＋3H2↑，阴极产生NaOH，因此NaOH循环使用；(5)FeO42－→Fe3＋，单位质量得到电子是3/166=0.018，Cl2→Cl－，单位质量得到电子2/71=0.028，消毒效率为0.018/0.028=0.64。