题目内容
【题目】Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色环保水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钾的主要反应为:2FeSO4+ 6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中过氧化钠(Na2O2)中氧元素化合价为______,氧化产物是________________(填化学式)。
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42—、Cl-、H2O。
①碱性条件下,氧化剂和还原剂的物质的量的比为3:2发生反应,写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:_____________________________________________。
②每生成1 mol FeO42—转移________mol电子;若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为________mol。
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2 ,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(1)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此时被氧化的离子是________。
(2)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,当I-、Fe2+、Br-完全被氧化时,c为__________________(用含a、b的代数式表示)。
【答案】-1 Na2FeO4、O2 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42—+3Cl-+5H2O 3 0.15 I-、Fe2+ (3a+3b)/2
【解析】
根据化合价变化判断氧化剂和还原剂,根据转移电子守恒计算氧化剂和还原剂的物质的量关系。
Ⅰ.(1)过氧化钠中存在的是过氧根,氧元素化合价为—1;氧化产物是化合价升高之后得到的产物,所以该反应氧化产物为:Na2FeO4、O2;
(2) ①氧化剂和还原剂的物质的量的比为3:2,氧化剂化合价降,氯元素的化合价变化为2价,铁元素化合价变化为3价,根据电子转移守恒判断,2Fe(OH)3为还原剂,3ClO-为氧化剂,离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42—+3Cl-+5H2O;
②铁元素啊化合价由+3价升高为+6价,所以每生成1 mol FeO42—转移3mol电子;氯元素化合价由+1降低为-1,则反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为0.3mol/2=0.15mol,故答案为:3 ,0.15;
Ⅱ. (1) 在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的,所以还原性强弱顺序是I-、Fe2+、Br-,所以氯气首先氧化的的是I-,然后是Fe2+,最后是Br-。根据电子的得失守恒可知,2mol氯气能氧化2molI-和2molFe2+,所以此时被氧化的离子是I-、Fe2+;
(2) 根据电子的得失守恒可知,2c=2a+(a+b)+2b,即c=。