题目内容

高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，是一种比氯气更好的净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下，回答下列问题：

（1）氯气作净水消毒剂是因为它溶于水生成了________，它有强的氧化性，能杀菌消毒。

（2）步骤②反应的离子方程式是                   。

（3）从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后，还有副产品Na2SO4 、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为                  。

（4）将一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中（污水中其余成分均相同），溶液中Na2FeO4浓度变化如图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线II比曲线I对应的污水pH________（填“高”或“低”）。

（5）通过计算得知Na2FeO4的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）约是氯气的_____倍

 

【答案】

（1）次氯酸或HClO     （2）2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O

（3）2Fe3+ + 3ClO- + 10OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O   （4）低     （5）0.64。

【解析】

试题分析：（1）氯气在水中发生反应：Cl2+H2O=HCl+HClO. HclO有强的氧化性，能对水杀菌、消毒。（2）H2O2有强的氧化性，在酸性条件下把Fe2+氧化成Fe3+，它本身被还原为H2O。步骤②反应的离子方程式是2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O。（3）ClO-能在碱性条件下把Fe3+氧化成FeO42-，它本身被还为Cl-。步骤③中反应的离子方程式为2Fe3+ + 3ClO- + 10OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O 。（4）FeO42-在酸性条件下氧化能力比碱性条件下强，浓度变化大。所以曲线II比曲线I对应的污水pH小，即酸性强。（5）Na2FeO4的消毒效率是：3NA÷166；氯气的消毒效率是：2NA÷71.所以Na2FeO4的消毒效率与氯气消毒效率之比为：（3NA÷166）：（2NA÷71）=0.64..

考点：考查净水消毒剂高铁酸钠（Na2FeO4）的制法、消毒效率及相应的化学反应原理。

 

练习册系列答案
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（2011?商丘二模）如图为一些物质间的相互转变关系，反应①在工业上可用来生产化合物C，反应⑤在工业上可生产化合物J（Na2FeO4），反应①、②、④和⑤均是在水溶液中进行的反应．常温下，D、E、G均是气体，B是无色液体；F的水溶液可作为杀菌消毒剂；H是一种铁矿石的主要成分，它由两种元素组成，且其中铁元素的质量分数为70%．

请回答下列问题：
（1）工业上利用反应①生产化合物C，得到化合物C的电极名称是
阴极
阴极
．
（2）化合物F中阴离子的电子式为
．
（3）反应②的化学方程式为
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
．
（4）反应⑤的离子方程式为
2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
．
（5）高铁酸钠（Na2FeO4）既能杀菌消毒又是一种“绿色环保高效”的净水剂，其原因为：①
高铁酸钠（Na2FeO4）具有强氧化性
高铁酸钠（Na2FeO4）具有强氧化性
．②
高铁酸钠被还原为三价铁离子，三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮物和杂质形成沉淀，使水澄清
高铁酸钠被还原为三价铁离子，三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮物和杂质形成沉淀，使水澄清
．
含铁元素的物质有很多，它们对人体健康、生产生活都有重要作用，请完成以下填空：
（1）指出下列化合物中铁元素的化合价（O均为-2价）：
FeO
+2
+2
  Fe2O3
+3
+3
  Na2FeO4
+6
+6

（2）取少量某品牌油漆的原料Fe2O3（红棕色粉末）并加入适量盐酸，反应后得到棕黄色FeCl3溶液，取少量棕黄色溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到Fe（OH）3沉淀生成，生成沉淀的离子方程式为
Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓
Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓
．另在小烧杯中加入30mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入2mL 上述棕黄色溶液，继续加热至
红褐色
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色液体，停止加热，证明所得分散系类型的实验方法
用激光笔或手电筒照射烧杯中的液体，在与光垂直的方向进行观察，可以看到一条光亮的通路（丁达尔效应）
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．
（3）一个体重50kg的健康人含铁元素2g，Fe2+易被人体吸收，所以给贫血者补充铁时，服用维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+，有利于人体对铁的吸收．维生素C在这个反应中表现
还原性
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（“氧化性”或“还原性”）．
（4）高铁酸钠（Na2FeO4）能有效地杀灭水中的病菌，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物．从氧化还原角度分析，杀灭病菌充分利用了Na2FeO4的强
氧化性
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．（“氧化性”或“还原性”）
精英家教网用二氧化氯（ClO2）、高铁酸钠（Na2FeO4摩尔质量为166g?mol-1）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术．ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+．
（1）如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是
 
＞
 
＞
 
．
（2）高铁酸钠之所以能净水，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是：
 
．
（3）二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59°C，沸点为11.0°C，易溶于水．ClO2可以看做是亚氯酸（HClO2）和氯酸（HClO3）的混合酸酐．工业上用稍潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60°C时反应制得．某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2，其中A为ClO2的发生装置，B为ClO2的凝集装置，C为尾气吸收装置．请问：
①A部分还应添加温度控制（如水浴加热）装置，B部分还应补充什么装置
 
；
②C中应装的试剂为
 
．C中发生反应的化学方程式为：
 
．
如图所示的物质的相互转变中，反应①在工业上可用来生产化合物C，反应⑤在工业上可生产化合物J（Na2FeO4），反应①、②、④和⑤均是在水溶液中进行的反应．常温下，D、E、G均是气体，B是无色液体；F的水溶液可作为杀菌消毒剂；H是一种铁矿石的主要成分，它由两种元素组成，且其中铁元素的质量分数为70%．
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请回答下列问题：
（1）写出F的化学式：
 
；
（2）写出G的电子式：
 
；
（3）反应①的化学方程式为
 
；人们将反应①所涉及的化学工业称为
 
；
（4）反应⑤的离子方程式为
 
；高铁酸钠（Na2FeO4）被人们认为是一种“绿色环保高效”的净水剂，其原因为：①Na2FeO4具有强氧化性可杀菌消毒；②
 
．
高铁酸钠（Na2FeO4）是一种高效的饮用水处理剂，工业上可由下列方法制得：Fe2O3+3Na2O2
 高温 
.
 
2Na2FeO4+Na2O关于该反应说法正确的是（　　）
A、反应中Na2O2是氧化剂
B、Fe2O3可以通过铁丝在氧气中燃烧制得
C、生成1 mol Na2FeO4，有6 mol电子转移
D、在Na2FeO4中Fe为+4价，具有强氧化性，能消毒杀菌

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