Question

(9分) 高鐵酸鈉(Na₂FeO₄)具有很強(qiáng)的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑。工業(yè)上可以通過NaClO氧化法制備Na₂FeO₄，生產(chǎn)過程如下：

回答下列問題：
(1)經(jīng)過步驟①后，加入NaOH固體的原因是____        _____________________________
(2)步驟②反應(yīng)的離子方程式是_____                            _____
(3)從溶液Ⅰ中分離出Na₂FeO₄后，還有副產(chǎn)品Na₂SO₄、NaCl，則步驟③中反應(yīng)的離子方程式為___    
(4)將一定量的Na₂FeO₄投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同)，溶液中Na₂FeO₄濃度變化如圖曲線Ⅰ、Ⅱ所示，試推測曲線I比曲線II對應(yīng)的污水pH____(填“高”或“低”)。

(5)通過計(jì)算得知Na₂FeO₄的消毒效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)比Cl₂的_____(“高”或“低”)，用Na₂FeO₄代替Cl₂作凈水消毒劑的優(yōu)點(diǎn)是____                             (答出兩點(diǎn)即可)

Answer 1

(9分) (1)Na₂FeO₄只在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在
(2)2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺=2Fe³⁺＋2H₂O    (3)2Fe³⁺＋3ClO^-＋10OH^-=2FeO₄^2-＋3Cl^-＋5H₂O
(4)高     (5)低  既能殺菌消毒又能凈水(或無毒或方便保存等)

試題分析：（1）由于Na₂FeO₄只在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在，所以必須加入氫氧化鈉以生成Na₂FeO₄。
（2）雙氧水具有氧化性，能氧化亞鐵離子，反應(yīng)的方程式是2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺=2Fe³⁺＋2H₂O。
（3）根據(jù)主要的反應(yīng)物和生成物可知，該反應(yīng)的方程式是2Fe³⁺＋3ClO^-＋10OH^-=2FeO₄^2-＋3Cl^-＋5H₂O。
（4）由于Na₂FeO₄只在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在，所以溶液的堿性越強(qiáng)，Na₂FeO₄的含量越高，因此根據(jù)圖像可知，曲線I比曲線II對應(yīng)的污水pH高。
（5）Na₂FeO₄的消毒效率是166÷3＝55.33，氯氣的消毒效率是71÷2＝35.5，所以Na₂FeO₄的消毒效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)比Cl₂的低。Na₂FeO₄能殺菌消毒，且其還原產(chǎn)物是鐵離子，而鐵離子能水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附溶液中的懸浮物。
點(diǎn)評：化學(xué)工藝流程題是近年來高考中備受關(guān)注的題型，這類試題的文字量大、信息新穎、情境陌生，涉及的知識點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，不少考生感到解題困難。本文就這類試題的特點(diǎn)、類型和解題策略等問題略加分析，以幫助考生輕松應(yīng)對。一、化學(xué)工藝流程題的特點(diǎn)及作用化學(xué)工藝流程題有以下三個(gè)方面的特點(diǎn)和作用:一是試題源于生產(chǎn)實(shí)際，以解決化學(xué)實(shí)際問題為思路進(jìn)行設(shè)問，使問題情境真實(shí)，能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;二是試題的內(nèi)容豐富，可以涉及化學(xué)基礎(chǔ)知識的方方面面，能有效考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握情況和應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的遷移推理能力;二是試題背景鮮活，題干一般較長，閱讀量大，能考查考生的閱讀能力和對資料的加工處理能力。二、化學(xué)工藝流程題的解題思路及方法化學(xué)工藝流程題的結(jié)構(gòu)通常分為題頭、流程圖和問題三部分。題頭一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)，流程圖部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來，問題部分主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)知識設(shè)計(jì)系列問題。