Question

1．对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染的主要措施．
Na₂FeO₄是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO₄制备Na₂FeO₄其工艺流程如图：

（1）假设每步反应均是完全的，若制取3mol Na₂FeO₄，需要NaClO固体335.25g．
（2）写出第一步在酸性环境下加入H₂O₂的离子反应方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9，现将等体积的Ca（OH）₂溶液与Na₂CO₃溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10^-5mol•L^-1，则生成沉淀所需Ca（OH）₂溶液的最小浓度为2×10^-4mol/L．

Answer 1

分析 （1）根据氧化还原反应方程式来计算；
（2）H₂0₂在酸性条件下能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，H₂0₂被还原为水，据此写出离子方程式；
（3）Na₂CO₃溶液的浓度为2.8×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）计算沉淀时混合溶液中c（Ca²⁺），以此来解答．

解答 解（1）由Fe（0H）₃制取Na₂FeO₄的化学方程式为：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，设需要的NaClO的物质的量为Xmol，
则有：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O
                 3                2
                Xmol             3mol
解得X=4.5mol
则NaClO的质量m=nM=4.5mol×74.5g/mol=335.25g
故答案为：335.25；
（2）H₂0₂在酸性条件下能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，H₂0₂被还原为水，故离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=×5.6×10^-5mol/L=2.8×10^-5mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=mol/L=1×10^-4mol/L，原溶液Ca（OH）₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液Ca（OH）₂溶液的最小浓度为2×1×10^-4mol/L=2×10^-4mol/L，
故答案为：2×10^-4mol/L．

点评 本题考查较综合，涉及氧化还原反应及应用等，注重高频考点的考查，综合性较强，题目难度较大，注意化学与生活的联系．