Question

14．高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种新型消毒剂，工业上制备高铁酸钠有下列四种方法：
a.2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O；
b.2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄；
c．Fe₂O₃+3Na₂O₂═2Na₂FeO₄+Na₂O；
d．Fe（NO₃）₃+NaOH+Cl₂═Na₂FeO₄+NaCl+NaNO₃+H₂O．
（1）下列判断正确的是B（填序号）．
A．方法a、b、c都可以在水溶液中进行
B．根据a、b可知NaClO、Na₂O₂的氧化性均强于Na₂FeO₄的氧化性
C．a中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2
D．能用KSCN溶液检验b的产物中是否含有FeSO₄
（2）对于方法c下列说法正确的是C（填序号）．
A．Na₂O₂既是氧化剂又是还原剂
B．还原产物只有Na₂O
C.3molNa₂O₂发生反应，有6mol电子转移
D．在Na₂FeO₄中Fe为+6价，具有强氧化性，能消毒杀菌
（3）对于方法d，请回答下列问题：
①配平该方法中的化学反应方程式并用单线桥法标出电子的转移方向和数目：．
②当有8.3g Na₂FeO₄生成时，所消耗的氧化剂的物质的量为0.075mol．
（4）用电解的方法也可以制取高铁酸钠．该方法的电池反应为：Fe+2NaOH+2H₂O=Na₂FeO₄+3H₂↑，电解后溶液的PH与原电解液相比减小（选填“增大”、“减小”、“不变”、“不能确定”），写出该反应的阳极反应方程式Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，．

Answer 1

分析 （1）A：Na₂O₂与H₂O反应，从而无法得到Na₂FeO₄；
B：反应中NaClO、Na₂O₂均获得电子，为氧化剂．Na₂FeO₄为氧化产物；
C：FeSO₄既有氧化性，也有还原性；
D：FeSO₄不能与KSCN溶液反应生红色溶液．
（2）A：根据反应：Fe₂O₃+3Na₂O₂═2Na₂FeO₄+Na₂O，Na₂O₂在反应中只获得电子，只作氧化剂；
B：Na₂O₂对应的产物包含Na₂FeO₄、Na₂O，二者都是还原产物；
C：3 mol Na₂O₂发生反应，有6 mol电子转移；
D：Na₂FeO₄中Fe元素的化合价为+6价．
故选C．
（3）①反应前后Fe元素的化合价有+3→+6失去3个电子，化合价升3，而 Cl元素则有0→-1价，得到1个电子，化合价降1，由于本反应的氧化剂为Cl₂，然后依据得失电子守恒结合原子个数守恒写出反应的方程式；结合氧化还原反应的有关概念分析；
②根据化学方程式，通过物质间的比例关系，可用高铁酸钠的质量计算所消耗的氧化剂的物质的量．
（4）根据电解方程式：Fe+2NaOH+2H₂O=Na₂FeO₄+3H₂↑，可知在碱性条件下，消耗NaOH；Fe失电子生成FeO₄^2-．

解答 解：（1）A：方法b、c中都有Na₂O₂参与反应，若在水溶液中进行，Na₂O₂与H₂O反应，从而无法得到Na₂FeO₄，故A选项错误；
B：反应中NaClO、Na₂O₂均获得电子，为氧化剂．Na₂FeO₄为氧化产物，所以NaClO、Na₂O₂的氧化性均强于Na₂FeO₄的氧化性，故B选项正确；
C：FeSO₄中的Fe元素为+2价，在反应中可失去电子，也可得到电子，所以FeSO₄既有氧化性，也有还原性，故C选项错误；
D：FeSO₄不能与KSCN溶液反应生红色溶液，故D选项错误．
故选B．
（2）A：根据反应：Fe₂O₃+3Na₂O₂═2Na₂FeO₄+Na₂O，Na₂O₂在反应中只获得电子，只作氧化剂，故A选项错误；
B：Na₂O₂对应的产物包含Na₂FeO₄、Na₂O，二者都是还原产物，故A选项错误；
C：3 mol Na₂O₂发生反应，有6 mol电子转移，故C选项正确；
D：Na₂FeO₄中Fe元素的化合价为+6价，故D选项错误．
故选C．
（3）①反应中，铁元素化合价升高，失电子，Cl元素化合价降低，得到电子，化合价降低值=化合价升高值=转移电子数=6，电子转移情况如下：，
故答案为：．

②设消耗的氧化剂的物质的量为x．
2Fe（NO₃）₃+16NaOH+3Cl₂═2Na₂FeO₄+6NaCl+6NaNO₃+8H₂O
                                      3         332 
                                       x         8.3g 
x=0.075mol．
故答案为：0.075mol．
（4）消耗NaOH，电解后溶液的PH与原电解液相比减小，其阳极的电极方程式为：Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案为：减小；Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，

点评 本题考查氧化还原反应知识，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度中等，注意从元素化合价的角度判断氧化还原反应的相关概念，注意能熟练用单线桥法标出电子转移的方向和数目．