Question

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

(1)Na2FeO4中鐵元素的化合價為______，高鐵酸鈉用于殺菌消毒時的化學反應類型為_________(填“氧化還原”、“復分解”或“化合”)反應。

(2)按照上述流程，步驟①中堿浸時能否用較便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”)，理由是______________________________________________。

(3)步驟②中28%的稀硫酸需要用98%的濃硫酸配制，配制時所需玻璃儀器除量筒外，還需要______(填字母序號)。

A.容量瓶 B.燒杯 C.圓底燒瓶 D.玻璃棒

(4)步驟④中除生成Na2FeO4外，還有NaCl生成，其離子方程式為_________________已知步驟⑤是向Na2FeO4溶液中繼續加入氫氧化鈉固體得到懸濁液，則操作a的名稱為_________。

(5)理論上，每獲得0.5 mol的FeO42-消耗NaClO的總質量為_________。

Answer 1

【答案】+6 氧化還原反應 不能 CaSiO3難溶于水，無法分離出SiO2 BD 2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 過濾 74.5g

【解析】

工業上菱鐵礦，主要成分是FeCO3及少量SiO2，①用NaOH溶解SiO2除去，步驟②中用28%的稀硫酸溶解生成亞鐵離子，③NaClO將亞鐵離子氧化成鐵離子，④然后加入NaOH和NaClO發生反應：2Fe3＋+3ClO－+10OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O，得到高鐵酸鈉（Na2FeO4）溶液，⑤最后經過蒸發濃縮、冷卻結晶得到產品高鐵酸鈉。

（1）Na2FeO4中化合價代數和為零；

（2）CaSiO3 難溶于水；

（3）根據配制一定量分數溶液的步驟：計算、稱量、溶解，確定所用的儀器；

（4）步驟④中除生成Na2FeO4外，還有NaCl生成，根據質量守恒寫出離子方程式；

分離固體與液體應用過濾；

（5）理論上，由電子守恒，鐵從+2價變成+6價，按關系式FeO42-～2NaClO計算。

（1）Na2FeO4中化合價代數和為零，則Fe元素的化合價為+6價；

高鐵酸鈉具有很強的氧化性，高鐵酸鈉用于殺菌消毒時的化學反應類型為氧化還原反應；

（2）用NaOH溶解SiO2生成硅酸鈉能溶解，從而與FeCO3分離而除去，不能用較便宜的Ca(OH)2替代NaOH，CaSiO3 難溶于水，無法分離出SiO2；

（3）根據配制一定量分數溶液的步驟：計算、稱量、溶解，確定所用的儀器：膠頭滴管、量筒、玻璃棒、燒杯，故選：BD；

（4）步驟④中除生成Na2FeO4外，還有NaCl生成，次氯酸跟離子鐵離子轉化為FeO42－，發生氧化還原反應，其離子方程式為2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；

己知步驟⑤是向Na2FeO4溶液中繼續加入氫氧化鈉固體得到懸濁液，分離固體與液體應用過濾，則操作a的名稱為過濾；

（5）理論上由電子守恒規律可知，鐵從+2價變成+6價，按關系式FeO42-～2NaClO計算，每獲得0.5 mol的FeO42-消耗 NaClO的物質的量為0.5mol×2=1mol，其總質量為1mol×74.5g/mol=74.5g。