Question

【題目】Ⅰ．高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng)，無二次污染，工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出。

(1)干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為：2FeSO4 + aNa2O2＝2Na2FeO4 + bX + 2Na2SO4 +cO2↑該反應(yīng)中物質(zhì)X應(yīng)是__________，b與c的關(guān)系是_______________。

(2)濕法制備高鐵酸鉀反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO42-、Cl－、H2O。

①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：__________________。

②每生成1mol FeO42-轉(zhuǎn)移_____________mol電子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則還原產(chǎn)[物的物質(zhì)的量為_____________mol。

Ⅱ．已知：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。

(3)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2，此時(shí)被氧化的離子及其物質(zhì)的量是_______________________________。

(4)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2，當(dāng)I－、Fe2＋、Br－完全被氧化時(shí)，c為________________________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】Na2O b=2c 3ClO－+2Fe(OH)3+4OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O 3 0.15 n(I-)=2mol，n(Fe2+)=2mol c=

【解析】

Ⅰ．(1)反應(yīng)中鐵元素由+2價(jià)升高到+6價(jià)，過氧化鈉中的部分氧由-1價(jià)升高到0價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)升降守恒規(guī)律，過氧化鈉中的另一部分氧一定會(huì)由-1價(jià)降低到-2價(jià)，反應(yīng)中硫、鐵原子已經(jīng)守恒，故X只能為Na2O，配平后方程式為：2FeSO4+6Na2O2＝2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，可知b=2c，故答案為：Na2O；b=2c；

(2)①高鐵酸鉀是生成物，則Fe(OH)3是反應(yīng)物，該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?6價(jià)，則Fe(OH)3是還原劑，還需要氧化劑參加反應(yīng)，ClO-具有強(qiáng)氧化性，所以ClO-是反應(yīng)物，生成物是Cl-，Cl元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?1價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，溶液在堿性條件下進(jìn)行，則氫氧化根離子參加反應(yīng)，生成水，反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O；

②2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)升高到+6價(jià)，則該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，每生成1molFeO42-轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量==3mol，該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是氯離子，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mo1電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量==0.15mol，故答案為：3；0.15；

Ⅱ．由2Fe3++2I-=2Fe2++I2，2Fe2++Br2=2Br-+2Fe3+可知，還原性強(qiáng)弱順序是：I-＞Fe2+＞Br-。

(1)向含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2，先發(fā)生反應(yīng)2I-+Cl2=I2+2Cl-，2mol碘離子完全反應(yīng)需要氯氣1mol，然后發(fā)生反應(yīng)Cl2+2Fe 2+=2Cl-+2Fe3+，1mol氯氣反應(yīng)需要亞鐵離子的物質(zhì)的量是2mol，溶液中含有3mol亞鐵離子，參加反應(yīng)的亞鐵離子的物質(zhì)的量是2mol，所以溶液中還剩余亞鐵離子1mol，所以被氧化的離子是2molI-、2molFe 2+，故答案為：n(I-)=2mol、n(Fe2+)=2mol；

(2)若向含amolFeI2和bmolFeBr2的溶液中通入cmolCl2，當(dāng)I-、Fe2+、Br-完全被氧化時(shí)，Fe2+失去的電子的物質(zhì)的量為(a+b)mol，I-失去的電子的物質(zhì)的量為2amol，Br-失去的電子的物質(zhì)的量為2bmol，則共失去3(a+b)mol電子，所以需要氯氣的物質(zhì)的量：c=mol，故答案為：c=。