Question

4．高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）具有很強的氧化性，堿性溶液中能穩(wěn)定存在，是一種新型的綠色凈水消毒劑．工業(yè)上可以通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉，生產(chǎn)過程如下：


回答下列問題：
（1）氯堿廠電解飽和食鹽水時，NaOH主要在陰極產(chǎn)生．
（2）寫出氯氣通入氫氧化鈉溶液的化學(xué)方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（3）步驟②A生成B的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）步驟③制備Na₂FeO₄的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 氯堿廠電解飽和食鹽水生成氯氣和氫氧化鈉，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉，可用結(jié)晶的方法除去氯化鈉；鐵和稀硫酸反應(yīng)生成A為硫酸亞鐵，加入過氧化氫，生成B為硫酸鐵，次氯酸鈉和硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Na₂FeO₄，以此解答該題，

解答 解：氯堿廠電解飽和食鹽水生成氯氣和氫氧化鈉，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉，可用結(jié)晶的方法除去氯化鈉；鐵和稀硫酸反應(yīng)生成A為硫酸亞鐵，加入過氧化氫，生成B為硫酸鐵，次氯酸鈉和硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Na₂FeO₄，
（1）電解氯化鈉溶液時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極是氫離子的電子生成氫氣的過程，發(fā)生電極反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，該極消耗氫離子，電極附近溶液pH升高，生成NaOH，故答案為：陰；
（2）氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的方程式為Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）步驟②是加入過氧化氫在酸性溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子的過程，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）反應(yīng)③是堿溶液中次氯酸根離子氧化鐵離子為高鐵酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗流程的分析判斷，為高考常見題型和高頻考點，把握分離流程中的反應(yīng)及混合物分離方法以及電解原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．