Question

17．FeCl₃具有凈水作用，但腐蝕設(shè)備，而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑，處理污水比FeCl₃高效，且腐蝕性�。�常見水處理劑還有高鐵酸鹽及ClO₂，請(qǐng)回答下列問題：
（1）FeCl₃可以用來刻蝕銅箔制造電路板，寫出對(duì)應(yīng)離子方程式2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺ 高鐵酸鹽是一種綠色凈水劑，其有效成分是高鐵酸根FeO₄^2-．能消毒，且能凈水．工業(yè)上常在強(qiáng)堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O．
（2）ClO₂是一種高效、低毒的消毒劑，工業(yè)上可用KC1O₃與Na₂SO₃在H₂SO₄存在下制得ClO₂，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為  2：1．
（3）漂白粉在工業(yè)中常用氯氣通入石灰乳來制備，寫出對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O+Ca（ClO）₂．在使用時(shí)將漂白粉溶于水配成溶液，放置一段時(shí)間即可使用，寫出漂白粉工作原理的離子方程式Ca²⁺+2ClO^-+H₂O+CO₂=CaCO₃ ↓+2HClO．氯水也具有漂白性，但是久置氯水因?yàn)榘l(fā)生了2HClO$\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2 HCl+O₂↑反應(yīng)而失去漂白性．
（4）描述實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵膠體的方法向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱，寫出對(duì)應(yīng)離子方程式Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（5）為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂ 廢液得到FeCl₃
1ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6 Fe³⁺+1  Cl^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）三氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；強(qiáng)堿性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據(jù)電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒可知另一種常見化合物含有H元素，應(yīng)為水，據(jù)此寫出離子方程式；
（2）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)制得ClO₂，可知SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，由離子反應(yīng)可知該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比；
（3）氯氣與石灰乳反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，HClO雖是強(qiáng)氧化性的酸，但它是比碳酸還弱的酸，Ca（ClO）₂ 能與水和二氧化碳發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成CaCO₃和 HClO，久置后次氯酸不穩(wěn)定見光易分解生成HCl和O₂，從而失去漂白性；
（4）實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵膠體的方法是：促進(jìn)三價(jià)鐵離子的水解，向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱；
（5）氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià)，得到6個(gè)電子，而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，失去1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒可配平方程式．

解答 解：（1）三氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；強(qiáng)堿性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據(jù)電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒可知另一種常見化合物含有H元素，應(yīng)為水，離子方程式為2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O；
（2）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)制得ClO₂，可知SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，氧化劑為KClO₃，還原劑為Na₂SO₃，由離子反應(yīng)可知該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：2：1；
（3）氯氣與石灰乳反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O+Ca（ClO）₂，HClO雖是強(qiáng)氧化性的酸，但它是比碳酸還弱的酸，Ca（ClO）₂ 能與水和二氧化碳發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成CaCO₃和 HClO，反應(yīng)離子方程式為Ca²⁺+2ClO^-+H₂O+CO₂=CaCO₃ ↓+2HClO，
氯水中的次氯酸具有強(qiáng)氧化性，久置后次氯酸不穩(wěn)定見光易分解生成HCl和O₂，從而失去漂白性，方程式為2HClO $\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2 HCl+O₂↑，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O+Ca（ClO）₂；Ca²⁺+2ClO^-+H₂O+CO₂=CaCO₃ ↓+2HClO；2HClO $\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2 HCl+O₂↑；
（4）實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵膠體的方法是：加熱燒杯中的水至沸騰，向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱，要注意實(shí)驗(yàn)過程不能用玻璃棒攪拌，否則溶液出現(xiàn)渾濁；當(dāng)反應(yīng)體系呈現(xiàn)紅褐色，即制得氫氧化鐵膠體，應(yīng)立即停止加熱，否則也容易出現(xiàn)渾濁，產(chǎn)生紅褐色的氫氧化鐵沉淀，往沸水中滴加飽和氯化鐵溶液后，可稍微加熱煮沸，但不宜長(zhǎng)時(shí)間加熱，反應(yīng)原理為：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱；Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（5）氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià)，得到6個(gè)電子，而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，失去1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺的系數(shù)為6，則鐵離子的系數(shù)也是6，氯離子的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，則氫離子的系數(shù)是6，水的系數(shù)是3，配平后離子方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：1；6；6H⁺；6；1；3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鐵的化合物性質(zhì)的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式的配平、漂白粉的相關(guān)性質(zhì)等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用難度，難度中等．