Question

20．高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂．
（1）Na₂FeO中铁元素的化合价是+6价，Na₂FeO具有较强的氧化性（填“氧化性”或“还原性”）．
（2）用Na₂FeO给水消毒，杀菌时得到的Fe³⁺可以净水，Fe³⁺净水原因是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺（用离子方程式表示）．
（3）工业上可用FeCl₃、NaOH、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na₂FeO，完成下列化学方程式：2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+5H₂O+9NaCl．
（4）工业上还可用电解浓NaOH溶液的方法制Na₂FeO．
若电解所需的浓NaOH溶液为16mol/L，则在实验室配制500mL该浓度的溶液需NaOH320.0g，配制过程需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管．

Answer 1

分析 （1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）中钠为+1价，氧为-2价，依据化合物中各元素化合价代数和为0计算铁元素化合价；依据铁元素化合价判断高铁酸钠性质；
（2）Fe³⁺水解产生的Fe（OH）₃胶体可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降，据此写出离子方程式；
（3）根据化合物中化合价代数和为零可知，高铁酸钠中铁显+6价，有强氧化性，在净水时被还原生成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体有吸附性，能吸附水的杂质，工业上可用FeCl₃、NaOH、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na₂FeO₄，根据电子得失守恒和元素守恒可完成化学方程式；
（4）根据n=CV和m=nM来计算；根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀来选择使用的仪器．

解答 解：（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）中钠为+1价，氧为-2价，依据化合物中各元素化合价代数和为0，可知铁元素化合价为+6价，铁处于高价态，能够降价，所以高铁酸钠具有强的氧化性；
故答案为：+6；　氧化性；
　（2）Fe³⁺是弱碱阳离子，能结合水电离出的氢氧根生成Fe（OH）₃胶体，可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降，据此写出离子方程式为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（3）工业上可用FeCl₃、NaOH、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na₂FeO₄，根据电子得失守恒和元素守恒可知，反应的化学方程式为2FeCl₃+10NaOH+3NaClO═2 Na₂FeO₄+5H₂O+9 NaCl，
故答案为：Na₂FeO₄、H₂O、NaCl；
（4）所需的NaOH的物质的量n=CV=16mol/L×0.5L=8mol，质量m=nM=8mol×40g/mol=320.0g；根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀可知所需的仪器为天平、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，其中玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：320.0；烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管．

点评 本题考查了Na₂FeO₄的净水原理以及氧化还原反应的配平、溶液的配制以及电极反应的书写，明确氧化还原反应规律、盐类水解规律及应用、一定物质的量量浓度溶液的配制原理及操作步骤，题目难度中等．