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。工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠生产过程如下：

(1)Na2FeO4中铁元素的化合价为______，高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为_________(填“氧化还原”、“复分解”或“化合”)反应。

(2)按照上述流程，步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”)，理由是______________________________________________。

(3)步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制，配制时所需玻璃仪器除量筒外，还需要______(填字母序号)。

A.容量瓶 B.烧杯 C.圆底烧瓶 D.玻璃棒

(4)步骤④中除生成Na2FeO4外，还有NaCl生成，其离子方程式为_________________已知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液，则操作a的名称为_________。

(5)理论上，每获得0.5 mol的FeO42-消耗NaClO的总质量为_________。

Answer 1

【答案】+6 氧化还原反应 不能 CaSiO3难溶于水，无法分离出SiO2 BD 2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 过滤 74.5g

【解析】

工业上菱铁矿，主要成分是FeCO3及少量SiO2，①用NaOH溶解SiO2除去，步骤②中用28%的稀硫酸溶解生成亚铁离子，③NaClO将亚铁离子氧化成铁离子，④然后加入NaOH和NaClO发生反应：2Fe3＋+3ClO－+10OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O，得到高铁酸钠（Na2FeO4）溶液，⑤最后经过蒸发浓缩、冷却结晶得到产品高铁酸钠。

（1）Na2FeO4中化合价代数和为零；

（2）CaSiO3 难溶于水；

（3）根据配制一定量分数溶液的步骤：计算、称量、溶解，确定所用的仪器；

（4）步骤④中除生成Na2FeO4外，还有NaCl生成，根据质量守恒写出离子方程式；

分离固体与液体应用过滤；

（5）理论上，由电子守恒，铁从+2价变成+6价，按关系式FeO42-～2NaClO计算。

（1）Na2FeO4中化合价代数和为零，则Fe元素的化合价为+6价；

高铁酸钠具有很强的氧化性，高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为氧化还原反应；

（2）用NaOH溶解SiO2生成硅酸钠能溶解，从而与FeCO3分离而除去，不能用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH，CaSiO3 难溶于水，无法分离出SiO2；

（3）根据配制一定量分数溶液的步骤：计算、称量、溶解，确定所用的仪器：胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯，故选：BD；

（4）步骤④中除生成Na2FeO4外，还有NaCl生成，次氯酸跟离子铁离子转化为FeO42－，发生氧化还原反应，其离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；

己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液，分离固体与液体应用过滤，则操作a的名称为过滤；

（5）理论上由电子守恒规律可知，铁从+2价变成+6价，按关系式FeO42-～2NaClO计算，每获得0.5 mol的FeO42-消耗 NaClO的物质的量为0.5mol×2=1mol，其总质量为1mol×74.5g/mol=74.5g。