Question

【题目】高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠的生产过程如图：

已知：Na2FeO4中在碱性环境中稳定存在。

请回答以下问题：

（1）Na2FeO4中铁元素的化合价为__；下列标志中应贴在盛装Na2FeO4容器上的是__。

（2）菱铁矿粉碎的目的是__，写出“碱浸”过程中SiO2所发生反应的化学方程式为__。

（3）操作1与操作2的实验名称均为____，步骤③的目的是将Fe2＋氧化成Fe3－，其离子方程式为___。

（4）高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释净水原理为__。

（5）已知4FeO42－＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑，将一定量的Na2FeO4投入到pH不同的工业污水中(污水中其余成分均相同)，测得溶液中Na2FeO4浓度变化如图曲线Ⅰ、Ⅱ所示。试分析曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH__(填“高”或“低”)。

Answer 1

【答案】+6价； d； 增大反应的接触面积，加快化学反应速率； SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O； 过滤； 2Fe2++ ClO-+2H+=2Fe3++Cl- + H2O； 生成的三价铁离子可以发生水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附作用，可用作净水剂； 高；

【解析】

粉碎菱铁矿（主要成分是FeCO3及少量SiO2），加入NaOH溶液碱溶，SiO2与NaOH反应得到硅酸钠溶液，过滤，滤渣主要含有FeCO3，加入稀硫酸溶解，得到Fe2+的酸性溶液，加入NaClO溶液氧化Fe2+，2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，再加入NaOH和NaClO溶液继续氧化Fe3+，反应为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，向得到的Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液，过滤得到高铁酸钠。

（1）Na2FeO4中铁元素的化合价为+6价；高铁酸根具有极强的氧化性，所以应该贴氧化剂的标签；

（2）菱铁矿粉碎的目的是增大反应的接触面积，加快化学反应速率；写出“碱浸”过程中SiO2和氢氧化钠反应，反应的化学反应方程式为：SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O；

（3）操作1与操作2的实验名称均为过滤；步骤③是Fe2＋和次氯酸钠反应生成Fe3－，离子方程式为：2Fe2++ ClO-+2H+=2Fe3++Cl- + H2O；

（4）高铁酸钠消毒后的还原产物是三价铁离子，三价铁离子可以发生水解反应，Fe3++3H2OFe（OH）3（胶体）+3H+，生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，所以也可以净水；

（5）根据反应方程式中产生氢氧根，判断当溶液为碱性时，抑制高铁酸根水解，使平衡向逆向移动，高铁酸根的浓度较大，所以结合图像，Ⅰ的PH比Ⅱ大；