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【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生产过程如下:

(1)Na2FeO4中铁元素的化合价为_____________,高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为_______________(填“氧化还原反应”、“复分解反应”或“化合反应”)。

(2)按照上述流程,步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH___________ (填“能”或“不能”),理由是________________________。

(3)步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是:___________________________。

(4)步骤④中除生成Na2FeO4外,还有NaCl生成,其离子方程式为_____________。己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液,则操作a的名称为_____。

(5)生产过程中,理论上每获得0.5mol的FeO42-消耗 NaClO的总质量为_______________。

【答案】+6 氧化还原反应 不能 CaSiO3难溶于水,无法分离出SiO2 取少量③中溶液于试管,滴入少量 K3Fe(CN)6溶液,若无蓝色沉淀,则 Fe2+已经全部转化成Fe3+ 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 过滤 74.5g

【解析】

(1)根据Na2FeO4中化合价代数和为零,则Fe元素的化合价为+6价;高铁酸钠具有很强的氧化性,所以高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为氧化还原反应;答案:+6; 氧化还原反应。
(2)用NaOH溶解SiO2生成硅酸钠能溶解于水,从而与FeCO3分离而除去;不能用较便宜的Ca(OH),替代NaOH,因为生成的CaSiO3难溶于水,无法分离出SiO2。答案:不能; CaSiO3难溶于水,无法分离出SiO2。
(3)步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3t的方法是:取少量③中溶液于试管,滴入少量K3Fe(CN)6,溶液若无蓝色沉淀产生,则Fe2+已经全部专化成Fe3+;答案:取少量③中溶液于试管,滴入少量 K3Fe(CN)6溶液,若无蓝色沉淀生成,则 Fe2+已经全部转化成Fe3+。

(4)步骤④中除生成Na2FeO4外还有NaCl生成,其离子反应方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液,分离固体与液体应用过滤则操作,所以a的名称为过滤。
(5)生产过程中,+2价的Fe元素先后被NaClO氧化到+3价和+6价,从整个过程看、根据电子守恒可知,铁从+2价最后变成+6价,则可得关系式FeO42-~ 2NaClO~4e-,因此,每获得0.5mol的FeO42-,要消耗1.0mol的NaClO,其质量为74.5g。答案:74.5g。

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