Question

工业上为从铁钴镍合金废料中提取钴和镍，一般先用硫酸溶解合金使其成为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺，再把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，从而使Fe³⁺转化为某种沉淀析出，达到与Co²⁺、Ni²⁺分离的目的。生产上要使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，而不使Co²⁺、Ni²⁺氧化的试剂是NaClO或NaClO₃(均含少量硫酸)溶液，反应的部分化学方程式为(A为还原剂)：NaClO+A+BNaCl+C+H₂O; NaClO₃+A+BNaCl+C+H₂O。

(1)请完成以上化学方程式，并回答实际生产中采用NaClO₃来氧化Fe²⁺比较好的理由。

(2)配平下列离子方程式，并回答下列问题：

①□Fe(OH)₃+□ClO^-+□OH^-====□+□Cl^-+□H₂O

②已知有3.21 g Fe(OH)₃参加反应，共转移了5.42×10²²个电子，则n=_________,中铁的化合价为_____________。

③根据①②推测，能与下列哪些物质反应_________(只填序号)。

A.Cl₂                                   B.SO₂

C.H₂S                                  D.O₂

Answer 1

解析:本题考查有关含有字母的离子型氧化还原反应方程式的配平，学会利用化合价升降配平法，灵活利用电荷守恒和质量守恒，正确标定元素的化合价是配平的基础，电子得失守恒的应用是解题的关键。

(1)依题意知，Fe²⁺以FeSO₄形式存在，被氧化为Fe₂(SO₄)₃；NaClO或NaClO₃均被还原为NaCl，故两方程式均需H₂SO₄。

NaClO+2FeSO₄+H₂SO₄====NaCl+Fe₂(SO₄)₃+H₂O

NaClO₃+6FeSO₄+3H₂SO₄====NaCl+3Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

1 mol NaClO₃可氧化6 mol FeSO₄，而1 mol NaClO只能氧化2 mol FeSO₄，故用NaClO₃节省原料。

(2)①根据电子得失守恒、质量守恒配平方程式；②根据电子得失守恒，设中Fe的化合价为x，则(x-3)×,可求得中铁的化合价为+6价，则n=2；③高价铁具有强氧化性，Cl₂和O₂也具有强氧化性，故不能与反应，所以选B和C。

答案:(1)氧化相同物质的量的FeSO₄所需NaClO₃的物质的量比NaClO少，节省原料。

(2)①2Fe(OH)₃+(5-n)ClO^-+2nOH^-====+(5-n)Cl^-+(n+3)H₂O  ②2   +6③BC