Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑，其消毒后被還原為Fe(OH)3；又可以有凈水的功能，是一種無二次污染的綠色水處理劑。工業(yè)上制備方法有：①濕法：次氯酸鹽氧化法②干法：高溫過氧化物法。

（1）濕法制備的主要反應(yīng)方程為Fe（OH）3+KClO+KOH=K2FeO4+KCl+H2O，配平上述反應(yīng)化學(xué)方程式___。

（2）干法制備中牽涉到的物質(zhì)有：FeSO4、K2FeO4、K2SO4、K2O2，將氧化劑與還原劑填入空格中，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目___。

（3）制備相同質(zhì)量 K2FeO4 時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，濕法制備 ___干法制備（填“>” “<”或“=”）。

（4）高鐵酸鉀和二氧化氯（其還原產(chǎn)物為 Cl—)都是高效殺菌消毒劑，但消毒效率（單位質(zhì)量轉(zhuǎn)移的電子數(shù)）是不相同的，則高鐵酸鉀的效率是二氧化氯的___倍。

Answer 1

【答案】2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O ＜ 0.2

【解析】

(1)在反應(yīng)Fe(OH)3+NaClO+NaOH→Na2FeO4+NaCl+H2O中，鐵從+3價升為+6價，氯從+1價降為-1價，根據(jù)電子得失守恒及元素守恒配平化學(xué)方程式；

(2)干法制備中制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)，故由FeSO4反應(yīng)得到，鐵元素化合價升高，需要氧化劑，據(jù)此分析；

(3)干法中發(fā)生反應(yīng)2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，每生成2molNa2FeO4，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=化合價升高數(shù)=化合價降低數(shù)=10mol，所以每生成1molNa2FeO4共轉(zhuǎn)移5mol電子，濕法制備的過程中Fe(OH)3→Na2FeO4，所以每生成1molNa2FeO4共轉(zhuǎn)移3mol電子；

(4)高鐵酸鉀和二氧化氯(ClO2)都是高效殺菌消毒劑，均表現(xiàn)氧化性，則消毒效率分別為：

K2FeO4～Fe3+～3e-

198g 3mol

1gmol

ClO2～Cl-～5e-

67.5g 5mol

1g mol，據(jù)此計算可得。

(1)在反應(yīng)Fe(OH)3+NaClO+NaOH→Na2FeO4+NaCl+H2O中，鐵從+3價升為+6價，氯從+1價降為-1價，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；

(2)干法制備中制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)，故由FeSO4反應(yīng)得到，鐵元素化合價升高，需要氧化劑，則為Na2O2，可得反應(yīng)：2FeSO4+4Na2O2=2Na2FeO4+2Na2SO4，故作為反應(yīng)物的物質(zhì)為2FeSO4+4Na2O2，其中Fe2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為；

(3)干法中發(fā)生反應(yīng)2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，每生成2molNa2FeO4，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=化合價升高數(shù)=化合價降低數(shù)=10mol，所以每生成1molNa2FeO4共轉(zhuǎn)移5mol電子，濕法制備的過程中Fe(OH)3→Na2FeO4，所以每生成1molNa2FeO4共轉(zhuǎn)移3mol電子，所以制備相同質(zhì)量Na2FeO4時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，濕法制備＜干法制備；

(4)高鐵酸鉀和二氧化氯(ClO2)都是高效殺菌消毒劑，均表現(xiàn)氧化性，則消毒效率分別為：

K2FeO4～Fe3+～3e-

198g 3mol

1gmol

ClO2～Cl-～5e-

67.5g 5mol

1g mol

則高鐵酸鉀的效率是二氧化氯的mol：mol =0.2。