Question

工業(yè)上為從4J29合金（鐵鈷鎳合金）廢料中提取鈷和鎳，一般先用硫酸溶解合金，使其轉(zhuǎn)化為Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺，再把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，從而使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為某種沉淀析出，達到與Ni²⁺、Co²⁺分離的目的．生產(chǎn)上要使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而不使Co²⁺、Ni²⁺氧化的試劑是NaClO或NaClO₃（均含少量H₂SO₄）溶液．反應(yīng)的部分化學方程式如下（A為還原劑）：?
試回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)中，A為：______（寫化學式，下同），C為：______．
（2）配平下列離子方程式：?

（3）已知有3.21g Fe（OH）₃參加反應(yīng)，共轉(zhuǎn)移了5.42×10²²個電子，則n=______，F(xiàn)eO中鐵的化合價為______．
（4）根據(jù)（2）、（3）推測FeO能與下列哪些物質(zhì)反應(yīng)（只填序號）______．
A．Cl₂ B．SO₂C．H₂S　D．O₂?

Answer 1

解：（1）根據(jù)題意知，次氯酸鈉和氯酸鈉都是氧化劑，A是還原劑，則A失電子化合價升高，且溶液中含有硫酸，所以A中含有硫酸根離子且具有還原性，結(jié)合實驗目的把Fe²⁺氧化為Fe³⁺從而使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為某種沉淀析出知，A是硫酸亞鐵，B是硫酸，結(jié)合元素守恒知，C是硫酸鐵，
故答案為：FeSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃；
（2）該反應(yīng)中鐵元素的化合價+3→+（8-n），失去（5-n）個電子，氯元素的化合價+1→-1價，得到2個電子，得失電子的最小公倍數(shù)是2（5-n），所以氫氧化鐵的計量數(shù)是2，次氯酸根離子的計量數(shù)是5-n，然后根據(jù)原子守恒配平方程式得
2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-=2 FeO₄^n-+（5-n）Cl^-+（n+3）H₂O，
故答案為2、5-n、2n、2、5-n、n+3；
（3）2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-=2FeO₄^n-+（5-n）Cl^-+（n+3）H₂O轉(zhuǎn)移電子
214g 2（5-n）×6.02×10²³
3.21g 5.42×10²²
n=5-=2，F(xiàn)eO₄^2-中鐵的化合價=-2-（-2）×4=+6，
故答案為：2，+6；
（4）FeO₄^2-中鐵元素化合價是最高價，所以該離子具有強氧化性，能和強還原性的物質(zhì)反應(yīng)，氯氣和氧氣具有強氧化性，所以不能和高鐵酸根離子反應(yīng)，二氧化硫和硫化氫具有強還原性，所以能和高鐵酸根離子反應(yīng)，故選B、C．
分析：（1）根據(jù)題意知，次氯酸鈉和氯酸鈉都是氧化劑，A是還原劑，則A失電子化合價升高，且溶液中含有硫酸，根據(jù)元素守恒判斷A物質(zhì)、C物質(zhì)；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等結(jié)合電荷守恒、原子守恒配平方程式；
（3）根據(jù)氫氧化鐵和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算n值，再根據(jù)離子中化合價的代數(shù)和與其所帶電荷數(shù)相等計算鐵的化合價；
（4）根據(jù)高鐵酸根離子中鐵元素的化合價知高鐵酸根離子具有強氧化性，能和強還原性的物質(zhì)反應(yīng)．
點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)及其配平，難度不大，根據(jù)得失電子數(shù)相等來配平方程式即可，注意元素化合價的判斷．