Question

【題目】高鐵酸鈉(Na2FeO4)具有很強(qiáng)的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑。工業(yè)上以菱鐵礦(主要成分是FeCO3及少量SiO2)為原料制備高鐵酸鈉的生產(chǎn)過程如圖：

已知：Na2FeO4中在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。

請回答以下問題：

（1）Na2FeO4中鐵元素的化合價為__；下列標(biāo)志中應(yīng)貼在盛裝Na2FeO4容器上的是__。

（2）菱鐵礦粉碎的目的是__，寫出“堿浸”過程中SiO2所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

（3）操作1與操作2的實(shí)驗(yàn)名稱均為____，步驟③的目的是將Fe2＋氧化成Fe3－，其離子方程式為___。

（4）高鐵酸鈉消毒后的還原產(chǎn)物具有凈水作用，解釋凈水原理為__。

（5）已知4FeO42－＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑，將一定量的Na2FeO4投入到pH不同的工業(yè)污水中(污水中其余成分均相同)，測得溶液中Na2FeO4濃度變化如圖曲線Ⅰ、Ⅱ所示。試分析曲線Ⅰ比曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的污水pH__(填“高”或“低”)。

Answer 1

【答案】+6價； d； 增大反應(yīng)的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率； SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O； 過濾； 2Fe2++ ClO-+2H+=2Fe3++Cl- + H2O； 生成的三價鐵離子可以發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體具有吸附作用，可用作凈水劑； 高；

【解析】

粉碎菱鐵礦（主要成分是FeCO3及少量SiO2），加入NaOH溶液堿溶，SiO2與NaOH反應(yīng)得到硅酸鈉溶液，過濾，濾渣主要含有FeCO3，加入稀硫酸溶解，得到Fe2+的酸性溶液，加入NaClO溶液氧化Fe2+，2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，再加入NaOH和NaClO溶液繼續(xù)氧化Fe3+，反應(yīng)為：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，向得到的Na2FeO4溶液中繼續(xù)加入氫氧化鈉固體得到懸濁液，過濾得到高鐵酸鈉。

（1）Na2FeO4中鐵元素的化合價為+6價；高鐵酸根具有極強(qiáng)的氧化性，所以應(yīng)該貼氧化劑的標(biāo)簽；

（2）菱鐵礦粉碎的目的是增大反應(yīng)的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；寫出“堿浸”過程中SiO2和氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O；

（3）操作1與操作2的實(shí)驗(yàn)名稱均為過濾；步驟③是Fe2＋和次氯酸鈉反應(yīng)生成Fe3－，離子方程式為：2Fe2++ ClO-+2H+=2Fe3++Cl- + H2O；

（4）高鐵酸鈉消毒后的還原產(chǎn)物是三價鐵離子，三價鐵離子可以發(fā)生水解反應(yīng)，Fe3++3H2OFe（OH）3（膠體）+3H+，生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體，所以也可以凈水；

（5）根據(jù)反應(yīng)方程式中產(chǎn)生氫氧根，判斷當(dāng)溶液為堿性時，抑制高鐵酸根水解，使平衡向逆向移動，高鐵酸根的濃度較大，所以結(jié)合圖像，Ⅰ的PH比Ⅱ大；