Question

【题目】高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中常用的一种新型净水剂，在反应中被还原成Fe3+离子，工业上常用NaClO氧化Fe(OH)3生产高铁酸钠：

完成下列填空：

（1）配平上述化学方程式：___ Fe(OH)3 + ___ NaClO + ___ NaOH → ____ Na2FeO4 +___ NaCl +___ H2O

（2）其中发生还原反应的元素是__________；若制备过程中消耗了0.15 mol NaClO，则转移的电子数目是____________________。

（3）高铁酸钠之所以能净水，除了能杀菌消毒外，另一个原因是（结合离子方程式回答）_________________________________________________。

（4）生产高铁酸钠的另一种方法是电解法，原理是Fe + 2NaOH + 2 H2O → Na2FeO4 + 3 H2↑

则电解过程中Fe在_________。（选填编号）

a. 阳极发生氧化反应 b. 阴极发生还原反应

c. 阳极发生还原反应 d. 阴极发生氧化反应

（5）某地海水样品经Na2FeO4处理后，所含离子及其浓度如下表所示(H+和OH-未列出）：

离子	SO42-	Mg2+	Fe3+	Na+	Cl-
浓度（mol/L）	a	0.05	0.10	0.50	0.58

表格中的a_______0.16 (填“＞”、“＜”或“=”），判断的理由是______________________。

Answer 1

【答案】2 3 4 2 3 5 +1价氯元素 0.3NA 生成产物Fe3+发生水解，Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+，形成Fe(OH)3胶体吸附杂质。 a > 处理后溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH—)，根据电荷守恒，a> 0.16。

【解析】

（1）根据电子守恒和元素守恒配平方程式；

（2）发生还原反应的元素化合价降低；

（3）水解生成胶体，胶体可吸附杂质；

（4）电解池中阳极失电子发生氧化反应，阴极得电子发生还原反应；

（5）根据电荷守恒分析。

（1）反应中铁元素化合价从+3价升高为+6价，升高3价，氯元素从+1价降为氯化钠中-1价，降2价，要使得失电子守恒，二者最小公倍数为6，则氢氧化铁系数为2，次氯酸钠系数为3，依据原子个数守恒，反应方程式：2Fe（OH）3+4NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；

故答案为：2；3；4；2；3；5；

（2）发生还原反应的元素化合价会降低，根据（1）可知+1价Cl元素化合价降低；根据方程式可知消耗0.15 mol NaClO转移电子数为0.3NA，

故答案为：+1价氯元素；0.3NA；

（3）高铁酸钠是水处理过程中常用的一种新型净水剂，在反应中被还原成Fe3+离子，Fe3+离子发生水解，Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+，形成Fe(OH)3胶体吸附杂质，

故答案为：生成产物Fe3+发生水解，Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+，形成Fe(OH)3胶体吸附杂质；

（4）根据原理Fe + 2NaOH + 2 H2O → Na2FeO4 + 3 H2↑可知Fe发生氧化反应，所以为阳极，故答案为：a；

（5）根据电荷可知： ，即，化简得：2a=0.32+ c(H+)-c(OH-),处理后溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH—)，所以a＞0.16，

故答案为：>；处理后溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH—)，根据电荷守恒，a> 0.16。