Question

11．高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比C1₂、O₂、C1O₂、KMnO₄氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出．二氧化硒（Se）是一种氧剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO₃或浓H₂SO₄反应生成SeO₂以回收Se． 完成下列填空：
（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为：2FeSO₄+6Na₂O₂    2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
该反应中的氧化剂是Na₂O₂．简要说明K₂FeO₄，作为水处理剂时，在水处理过程中所起的作用高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒
消毒过程中自身被还原成铁离子，铁离子水解氢氧化铁胶体能吸附除去水中的悬浮杂质．
（2）湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的反应体系中有六种数粒：Fe（OH）₃、C1O^-、OH^-、FeO${\;}_{4}^{2-}$、C1^-、H₂O．每生成1molFeO${\;}_{4}^{2-}$转移3mo1电子，若反应过程中转移了0.3mo1电子，则还原产物的物质的量为0.15mo1．
（3）已知：
Se+2H₂SO₄（浓）2SO₂↑+SeO₂+2H₂O
2SO₂+SeO₂+2H₂OSe+2SO₄^2-+4H⁺
SeO₂、H₂SO₄（浓）、SO₂的氧化性由强到弱的顺序是H₂SO₄＞SeO₂＞SO₂．
（4）回收得到的SeO₂的含量，可以通过下面的方法测定：
①SeO₂+KI+HNO₃Se+I₂+KNO₃+H₂O　　　②I₂+2Na₂S₂O₃Na₂S₄O₆+2NaI
配平方程式①，标出电子转移的方向和数目．．

Answer 1

分析 （1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe元素的化合价升高，O元素的化合价既升高又降低，K₂FeO₄中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解；
（2）湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄），中Fe元素的化合价升高，O元素的化合价既升高又降低，根据化合价的变化来计算；
（3）自发进行的氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；
（4）反应①中I^-失去电子生成I₂，共升高2价，SeO₂中+4价Se得到单质还原为单质Se，共降低4价，化合价升降最小公倍数为4，进而确定各物质的量的系数配平方程式，确定转移电子数目，标出电子转移的方向和数目．

解答 解：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe元素的化合价升高，O元素的化合价既升高又降低，则氧化剂为Na₂O₂，还原剂为FeSO₄，K₂FeO₄中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质，
故答案为：Na₂O₂；高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原成铁离子，铁离子水解氢氧化铁胶体能吸附除去水中的悬浮杂质；
（2）Fe元素由+3价升高到+6价，则每生成1molFeO₄^2-转移电子为1mol×（6-3）=3mol，Cl^-为还原产物，由2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O可知，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为0.15mol，故答案为：3；0.15；
（3）自发进行的氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，Se+2H₂SO₄（浓）→2SO₂↑+SeO₂+2H₂O中氧化剂是H₂SO₄、氧化产物是SeO₂，所以氧化性H₂SO₄＞SeO₂，2SO₂+SeO₂+2H₂O→Se+2SO₄^2-+4H⁺中氧化剂是SeO₂，还原剂是SeO₂，所以氧化性SeO₂＞SO₂，所以SeO₂、H₂SO₄（浓）、SO₂的氧化性由强到弱的顺序是H₂SO₄＞SeO₂＞SO₂，故答案为：H₂SO₄＞SeO₂＞SO₂；
（4）反应①中I^-失去电子生成I₂，共升高2价，SeO₂中+4价Se得到单质还原为单质Se，共降低4价，化合价升降最小公倍数为4，故KI的系数为4，I₂的系数为2，SeO₂、Se的系数都是1，KNO₃的系数为4，H₂O的系数为2，配平并标出电子转移的方向和数目为：，
故答案为：．

点评 本题考查氧化还原反应，明确信息及物质的性质来确定反应物与生成物是解答本题的关键，并熟悉该反应中元素的化合价来解答即可，题目难度中等．