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高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂.工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备
(1)步骤①是制备次氯酸钠的过程,加入氢氧化钠目的是调节溶液显碱性,因为Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在,
故答案为:Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在,所以加入氢氧化钠可以调节溶液显碱性;
(2)步骤②是加入过氧化氢在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子的过程,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
(3)反应③是碱溶液中次氯酸根离子氧化铁离子为高铁酸根离子,反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O,
故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)依据高铁酸钠在碱性溶液中稳定存在,发生的反应为:FeO42-+3e-+4H2O?Fe(OH)3+5OH-,污水的pH越高平衡逆向进行,pH越小平衡正向进行,依据图象分析Ⅱ先达到平衡需要的时间短,反应速率快,说明污水pH小,曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水的pH高,
故答案为:高;
(5)FeO42-+3e-+4H2O?Fe(OH)3+5OH-,单位质量得到电子
3
166
=0.018,
Cl2+2e-═2Cl-,单位质量得到电子
2
71
=0.028,
所以Na2FeO4的消毒效率比氯气低,高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂,利用氧化性起到杀菌消毒作用,利用生成的氢氧化铁胶体起到净水作用,
故答案为:低;能消毒杀菌又能净水(或无毒或方便保存等).
相关问答
Q1: 为什么高铁酸钠的消毒效率比氯气低?
首先他们消毒的原理是利用酸性即酸根强弱!高铁酸钠的酸性是由铁离子水溶而得,而氯气水溶后的HCL是强酸啊!!
Q2: 高铁酸钠的制取
采用次氯酸盐氧化法,在10.00 mL质量分数为8%的次氯酸钠溶液中加入5.5 g氢氧化钠和0.70 g硫酸铁,可制备摩尔浓度(物质的量浓度)为0.01 mol/L的高铁酸钠。
NaOH + Fe(NO3)3 + NaClO === Na2FeO4 + NaCl + NaNO3
Q3: 高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:在碱性条件下
(1)Na2FeO4在水溶液中会发生水解高铁酸钠工厂,并且水解后溶液呈碱性,如果在氢氧化钠溶液中,NaOH溶液呈碱性,会抑制其水解,有利于减少产品损失,
故答案为高铁酸钠工厂:Na2FeO4 在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失高铁酸钠工厂;
(2)根据反应信息知道:反应物是金属锌、高铁酸钠、产物是氢氧化铁、氢氧化锌,配平后高铁酸钠工厂的方程式为3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH,
故答案为:3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH;
(3)n(NO)=
2.688L
22.4L/mol
=0.12mol,溶液中还有H+,说明硝酸未反应完,所以溶液中只含Fe3+,溶液中有n(NO3-)=200mL×4mol?L-1/1000mL?L-1-0.12mol=0.68mol,根据电荷守恒 n(NO3-)×1=n(H+)×1+n(Fe3+)×3,n(Fe3+)=0.2mol,样品中所有铁元素物质高铁酸钠工厂的量为0.2mol.
设样品中Fe的物质的量为x,Fe3O4的物质的量为y
56g?mol-1×x+232g?mol-1×y=13.12g
x+3y=0.2mol,
解得:x=0.11mol,y=0.03mol
单质铁的质量分数为
0.11mol×56g/mol
13.12g
×100%=47%,
故答案为:47%.
Q4: 某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al 2 O 3 和Fe 2 O 3 ,该厂用上述废金属屑制取
(1)2Al+2H 2 O+2NaOH = 2NaAlO 2 +3H 2 ↑(2分)
Al 2 O 3 +2NaOH=2NaAlO 2 +H 2 O(2分)
(2) 2Fe 3++ Fe=3Fe 2+ (或2Fe 3++ Cu=2Fe 2++ Cu 2+ 或Fe+Fe 2 O 3+ 6H + =3Fe 2+ +3 H 2 O等)(1分)
(3)2Cu+O 2+ 4H + 2Cu 2++ 2H 2 O(2分)
(4) ① 68 a(2分)
②2Fe(OH) 3+ 3NaClO+4NaOH=2Na 2 FeO 4 +3NaCl+5H 2 O (2分)
试题分析:(1)废金属屑中能和氢氧化钠溶液反应的物质是金属铝和两性氧化物氧化铝,所以反应的化学方程式为2Al+2H 2 O+2NaOH = 2NaAlO 2 +3H 2 ↑、Al 2 O 3 +2NaOH=2NaAlO 2 +H 2 O。
(2)I所得固体中含有铁、铜和氧化铁,加入过量稀H 2 SO 4 后铁、氧化铁被溶解分别生成硫酸亚铁和硫酸铁。由于铁离子具有氧化性,能氧化单质铜生成铜离子和亚铜离子,所以加入KSCN溶液后不显红色,反应的离子方程式为2Fe 3++ Fe=3Fe 2+ 。
(3)铜与稀硫酸不反应,但在加热的条件下能被空气中的氧气氧化生成氧化铜,氧化铜可以溶解在稀硫酸中生成硫酸铜,反应的化学方程式为2Cu+O 2+ 4H + 2Cu 2++ 2H 2 O。
(4)①滤液中亚铁离子的物质的量是1000amol,生成氢氧化铁失去1000amol电子。双氧水在反应中氧元素的化合价从-1价降低到-2价,得到1个电子,因此1mol双氧水在反应中得到2mol电子。设需要双氧水溶液的质量是m,则根据电子得失守恒可知, ×2=1000amol,解得m=68000amg=68amkg。
②铁元素的化合价从+3价升高到+6价失去3个电子,次氯酸钠中氯元素的化合价从+1价降低到-1 价,得到2个电子。因此根据电子得失守恒可知还原剂与氧化剂的物质的量之比=2:3。根据原子守恒可知,反应中还有水生成,所以反应的化学方程式为2Fe(OH) 3+ 3NaClO+4NaOH=2Na 2 FeO 4 +3NaCl+5H 2 O。
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