题目内容
高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂．某研究小组设计了用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠的工艺流程，其中X、Y、Z是含铁化合物．
（1）废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的是 ．
（2）试写出上述过程中X转化为Y的离子方程式 ．
（3）写出Cl2将Z氧化为Na2FeO4的化学方程式 ．
（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 ．
（5）高铁酸钠还可以用电解法：Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+2H2↑，写出电解时阳极的电极反应式 ．
（1）废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的是
（2）试写出上述过程中X转化为Y的离子方程式
（3）写出Cl2将Z氧化为Na2FeO4的化学方程式
（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
（5）高铁酸钠还可以用电解法：Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+2H2↑，写出电解时阳极的电极反应式
考点：制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：依据流程图和实验目的分析判断，用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠，其中X、Y、Z是含铁化合物，碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质得到粗铁，加入硫酸，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤得到滤渣为铜和硅，滤液为硫酸亚铁，加入硫酸和过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠用生成氢氧化铁沉淀，在氢氧化钠溶液中通入氯气生成高铁酸钠；
（1）碳酸钠溶液水解显碱性清除废铁屑表面的油污；
（2）X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，硫酸亚铁加入过氧化氢和硫酸发生氧化还原反应；
（3）Z为氢氧化铁，在氢氧化钠溶液中氯气氧化氢氧化铁为高铁酸钠，依据原子守恒和氧化还原反应电子守恒配平书写化学方程式；
（4）高铁酸钠具有强氧化性能杀菌消毒，在反应过程中被还原为铁离子在水溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用起到净水作用；
（5）电解时阳极发生氧化反应，铁失电子生成高铁酸根离子，依据电解质溶液配平电荷守恒写出电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
（1）碳酸钠溶液水解显碱性清除废铁屑表面的油污；
（2）X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，硫酸亚铁加入过氧化氢和硫酸发生氧化还原反应；
（3）Z为氢氧化铁，在氢氧化钠溶液中氯气氧化氢氧化铁为高铁酸钠，依据原子守恒和氧化还原反应电子守恒配平书写化学方程式；
（4）高铁酸钠具有强氧化性能杀菌消毒，在反应过程中被还原为铁离子在水溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用起到净水作用；
（5）电解时阳极发生氧化反应，铁失电子生成高铁酸根离子，依据电解质溶液配平电荷守恒写出电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
解答：
解：依据流程图和实验目的分析判断，用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠，其中X、Y、Z是含铁化合物，碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质得到粗铁，加入硫酸，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤得到滤渣为铜和硅，滤液为硫酸亚铁，加入硫酸和过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠用生成氢氧化铁沉淀，在氢氧化钠溶液中通入氯气生成高铁酸钠；
（1）碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质被洗去；
故答案为：清洗废铁屑表面的油污；
（2）X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，硫酸亚铁中加入过氧化氢在硫酸酸性溶液中发生氧化还原反应，反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
（3）Z为氢氧化铁，在氢氧化钠溶液中氯气氧化氢氧化铁为高铁酸钠，Cl2将Z为氢氧化铁氧化为Na2FeO4的化学方程式为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
故答案为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
（4）Na2FeO4能消毒、净水的原因是高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用；
故答案为：高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe（OH）3，具有胶体的性质，可吸附水中的悬浮杂质，而起到净化水的作用；
（5）电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
（1）碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质被洗去；
故答案为：清洗废铁屑表面的油污；
（2）X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，硫酸亚铁中加入过氧化氢在硫酸酸性溶液中发生氧化还原反应，反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
（3）Z为氢氧化铁，在氢氧化钠溶液中氯气氧化氢氧化铁为高铁酸钠，Cl2将Z为氢氧化铁氧化为Na2FeO4的化学方程式为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
故答案为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
（4）Na2FeO4能消毒、净水的原因是高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用；
故答案为：高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe（OH）3，具有胶体的性质，可吸附水中的悬浮杂质，而起到净化水的作用；
（5）电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
点评：本题考查了物质制备的实验过程分析和铁及其化合物性质的分析应用，电解池原理的分析判断，综合性强，难度中等，主要考查学生分析问题的能力，是高考的热点习题．
练习册系列答案
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