题目内容
工业上为从4J29合金（铁钴镍合金）废料中提取钴和镍，一般先用硫酸溶解合金使成为Fe2+、Co2+、Ni2+，再把Fe2+氧化为Fe3+，从而使Fe3+转化为某种沉淀析出，达到与Ni2+、Co3+分离的目的．生产上要使Fe2+氧化为Fe3+，而不使Co2+、Ni2+氧化的试剂是NaClO或NaClO3（均含少量H2SO4）溶液，反应的部分化学方程式如下（A为还原剂）：??NaClO+A+B→NaCl+C+H2ONaClO3+A+B→NaCl+C+H2O．
（1）请完成以上化学方程式：
（2）配平下列离子方程式，并回答问题：
（3）已知有3.21g Fe（OH）3参加反应，共转移了5.418×1022个电子，则n=
（4）根据上述（2 ），（3）题推测FeO4n-能与下列哪些物质反应（只填序号）
A．Cl2 B．SO2 C．H2S D．O2?
分析：（1）根据题意知，次氯酸钠和氯酸钠都是氧化剂，A是还原剂，则A失电子化合价升高，且溶液中含有硫酸，根据元素守恒判断A物质、C物质，然后根据氧化还原反应中得失电子数相等结合电荷守恒、原子守恒配平方程式；根据电子得失守恒可知相同质量NaClO3和NaClO，NaClO3得到的电子多，氧化更多的Fe2+来分析；
（2）根据氧化还原反应中得失电子数相等结合电荷守恒、原子守恒配平方程式；
（3）根据化合价确定反应中电子转移的数目，然后根据电子转移的数目与氢氧化铁质量之间的关系式计算n值；
（4）根据高铁酸根离子中铁元素的化合价知高铁酸根离子具有强氧化性，能和强还原性的物质反应．
（2）根据氧化还原反应中得失电子数相等结合电荷守恒、原子守恒配平方程式；
（3）根据化合价确定反应中电子转移的数目，然后根据电子转移的数目与氢氧化铁质量之间的关系式计算n值；
（4）根据高铁酸根离子中铁元素的化合价知高铁酸根离子具有强氧化性，能和强还原性的物质反应．
解答：解：（1）根据题意知，次氯酸钠和氯酸钠都是氧化剂，A是还原剂，则A失电子化合价升高，且溶液中含有硫酸，所以A中含有还原性离子，实验的目的是把Fe2+氧化为Fe3+从而使Fe3+转化为某种沉淀析出知，A是硫酸亚铁，B是硫酸，结合元素守恒知，C是硫酸铁，
在反应NaClO+FeSO4+H2SO4→NaCl+Fe2（SO4）3+H2O中，铁元素的化合价+2→+3，失去1个电子，氯元素的化合价+1→-1价，得到2个电子，得失电子的最小公倍数是2，所以FeSO4的计量数是2，次氯酸根离子的计量数是1，然后根据原子守恒配平方程式得：NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2（SO4）3+H2O；
在反应NaClO3+FeSO4+3H2SO4→NaCl+Fe2（SO4）3+H2O中，铁元素的化合价+2→+3，失去1个电子，氯元素的化合价+5→-1价，得到6个电子，得失电子的最小公倍数是6，所以FeSO4的计量数是6，氯酸根离子的计量数是1，然后根据原子守恒配平方程式得：NaClO3+6FeSO4+3H2SO4=NaCl+3Fe2（SO4）3+3H2O
相同质量NaClO3和NaClO，NaClO3得到的电子多，氧化更多的Fe2+，
故答案为：NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2（SO4）3+H2O；NaClO3+6FeSO4+3H2SO4=NaCl+3Fe2（SO4）3+3H2O；相同质量NaClO3比NaClO氧化更多的Fe2+；
（2）该反应中铁元素的化合价+3→+（8-n），失去（5-n）个电子，氯元素的化合价+1→-1价，得到2个电子，得失电子的最小公倍数是2（5-n），所以氢氧化铁的计量数是2，次氯酸根离子的计量数是5-n，然后根据原子守恒配平方程式得：2Fe（OH）3+（5-n）ClO-+2nOH-=2FeO4n-+（5-n）Cl-+（n+3）H2O，故答案为：2、5-n、2n、2、5-n、n+3；
（3）在反应2Fe（OH）3+（5-n）ClO-+2nOH-=2FeO4n-+（5-n）Cl-+（n+3）H2O中电子转移的数目为（5-n）×2，即2molFe（OH）3转移电子（5-n）×2mol，所以3.21g （即0.03mo）Fe（OH）3参加反应，共转移了电子（5-n）×0.03mol，则（5-n）×0.03mol×6.02×1023mol-1=5.418×1022，解得n=2，故答案为：2；
（4）FeO42-中铁元素化合价是最高价，所以该离子具有强氧化性，能和强还原性的物质反应，氯气和氧气具有强氧化性，所以不能和高铁酸根离子反应，二氧化硫和硫化氢具有强还原性，所以能和高铁酸根离子反应，故答案为：B、C．
在反应NaClO+FeSO4+H2SO4→NaCl+Fe2（SO4）3+H2O中，铁元素的化合价+2→+3，失去1个电子，氯元素的化合价+1→-1价，得到2个电子，得失电子的最小公倍数是2，所以FeSO4的计量数是2，次氯酸根离子的计量数是1，然后根据原子守恒配平方程式得：NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2（SO4）3+H2O；
在反应NaClO3+FeSO4+3H2SO4→NaCl+Fe2（SO4）3+H2O中，铁元素的化合价+2→+3，失去1个电子，氯元素的化合价+5→-1价，得到6个电子，得失电子的最小公倍数是6，所以FeSO4的计量数是6，氯酸根离子的计量数是1，然后根据原子守恒配平方程式得：NaClO3+6FeSO4+3H2SO4=NaCl+3Fe2（SO4）3+3H2O
相同质量NaClO3和NaClO，NaClO3得到的电子多，氧化更多的Fe2+，
故答案为：NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2（SO4）3+H2O；NaClO3+6FeSO4+3H2SO4=NaCl+3Fe2（SO4）3+3H2O；相同质量NaClO3比NaClO氧化更多的Fe2+；
（2）该反应中铁元素的化合价+3→+（8-n），失去（5-n）个电子，氯元素的化合价+1→-1价，得到2个电子，得失电子的最小公倍数是2（5-n），所以氢氧化铁的计量数是2，次氯酸根离子的计量数是5-n，然后根据原子守恒配平方程式得：2Fe（OH）3+（5-n）ClO-+2nOH-=2FeO4n-+（5-n）Cl-+（n+3）H2O，故答案为：2、5-n、2n、2、5-n、n+3；
（3）在反应2Fe（OH）3+（5-n）ClO-+2nOH-=2FeO4n-+（5-n）Cl-+（n+3）H2O中电子转移的数目为（5-n）×2，即2molFe（OH）3转移电子（5-n）×2mol，所以3.21g （即0.03mo）Fe（OH）3参加反应，共转移了电子（5-n）×0.03mol，则（5-n）×0.03mol×6.02×1023mol-1=5.418×1022，解得n=2，故答案为：2；
（4）FeO42-中铁元素化合价是最高价，所以该离子具有强氧化性，能和强还原性的物质反应，氯气和氧气具有强氧化性，所以不能和高铁酸根离子反应，二氧化硫和硫化氢具有强还原性，所以能和高铁酸根离子反应，故答案为：B、C．
点评：本题考查了氧化还原反应及其配平，难度不大，根据得失电子数相等来配平方程式即可，抓住元素化合价的变化是解题的关键．
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