Question

11．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比C1₂、O₂、C1O₂、KMnO₄氧化性更強(qiáng)，無(wú)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．二氧化硒（Se）是一種氧劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物，通過與濃HNO₃或濃H₂SO₄反應(yīng)生成SeO₂以回收Se． 完成下列填空：
（1）干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為：2FeSO₄+6Na₂O₂    2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
該反應(yīng)中的氧化劑是Na₂O₂．簡(jiǎn)要說明K₂FeO₄，作為水處理劑時(shí)，在水處理過程中所起的作用高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒
消毒過程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)．
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒：Fe（OH）₃、C1O^-、OH^-、FeO${\;}_{4}^{2-}$、C1^-、H₂O．每生成1molFeO${\;}_{4}^{2-}$轉(zhuǎn)移3mo1電子，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)的量為0.15mo1．
（3）已知：
Se+2H₂SO₄（濃）2SO₂↑+SeO₂+2H₂O
2SO₂+SeO₂+2H₂OSe+2SO₄^2-+4H⁺
SeO₂、H₂SO₄（濃）、SO₂的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H₂SO₄＞SeO₂＞SO₂．
（4）回收得到的SeO₂的含量，可以通過下面的方法測(cè)定：
①SeO₂+KI+HNO₃Se+I₂+KNO₃+H₂O　　�、贗₂+2Na₂S₂O₃Na₂S₄O₆+2NaI
配平方程式①，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．．

Answer 1

分析 （1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)既升高又降低，K₂FeO₄中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解；
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），中Fe元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)既升高又降低，根據(jù)化合價(jià)的變化來計(jì)算；
（3）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；
（4）反應(yīng)①中I^-失去電子生成I₂，共升高2價(jià)，SeO₂中+4價(jià)Se得到單質(zhì)還原為單質(zhì)Se，共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，進(jìn)而確定各物質(zhì)的量的系數(shù)配平方程式，確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)目，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．

解答 解：（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)既升高又降低，則氧化劑為Na₂O₂，還原劑為FeSO₄，K₂FeO₄中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：Na₂O₂；高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)；
（2）Fe元素由+3價(jià)升高到+6價(jià)，則每生成1molFeO₄^2-轉(zhuǎn)移電子為1mol×（6-3）=3mol，Cl^-為還原產(chǎn)物，由2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O可知，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0.15mol，故答案為：3；0.15；
（3）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，Se+2H₂SO₄（濃）→2SO₂↑+SeO₂+2H₂O中氧化劑是H₂SO₄、氧化產(chǎn)物是SeO₂，所以氧化性H₂SO₄＞SeO₂，2SO₂+SeO₂+2H₂O→Se+2SO₄^2-+4H⁺中氧化劑是SeO₂，還原劑是SeO₂，所以氧化性SeO₂＞SO₂，所以SeO₂、H₂SO₄（濃）、SO₂的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H₂SO₄＞SeO₂＞SO₂，故答案為：H₂SO₄＞SeO₂＞SO₂；
（4）反應(yīng)①中I^-失去電子生成I₂，共升高2價(jià)，SeO₂中+4價(jià)Se得到單質(zhì)還原為單質(zhì)Se，共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，故KI的系數(shù)為4，I₂的系數(shù)為2，SeO₂、Se的系數(shù)都是1，KNO₃的系數(shù)為4，H₂O的系數(shù)為2，配平并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，明確信息及物質(zhì)的性質(zhì)來確定反應(yīng)物與生成物是解答本題的關(guān)鍵，并熟悉該反應(yīng)中元素的化合價(jià)來解答即可，題目難度中等．