Question

【題目】硫酸亞鐵是生產鈦白的副產品，價格低，以硫酸亞鐵為原料制備高效凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)可大大降低成本。其生產工藝如下：

已知：NaNO2是在空氣中將Fe2＋氧化為鐵黃(FeOOH)的催化劑；鐵黃微溶于酸。

請回答下列問題：

(1)鐵黃(FeOOH)中鐵元素的化合價是________。寫出反應①生成鐵黃(FeOOH)的離子方程式：____________________________，在通入O2“氧化”FeSO4的過程中，溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)

(2)寫出反應③的化學方程式：___________________________________________。

(3)K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是_____________________________。

(4)該工藝每消耗標準狀況下112LCl2理論上得到________gK2FeO4。

Answer 1

【答案】＋3 4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋ 減小 2FeOOH＋3KClO＋4KOH=2K2FeO4＋3H2O＋3KCl K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降(答案合理均可) 660

【解析】

根據題意可知，本題考查陌生氧化還原方程式的書寫及鹽類的水解，運用氧化還原反應規律和鹽類水解規律分析。

（1）根據化合物中元素化合價代數和為0可知，鐵黃(FeOOH)中鐵元素的化合價是+3價，根據題目中信息，氧化還原反應中元素化合價發生變化，根據電子得失守恒來配平可得反應①生成鐵黃(FeOOH)的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋，結合離子方程式可知，在通入O2“氧化”FeSO4的過程中，溶液的氫離子濃度增大，溶液的pH減小，

故答案為：＋3；4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋；減小；

（2）根據題中信息和氧化還原反應化合價發生變化確定反應物為FeOOH、KClO、KOH，生成物為K2FeO4、H2O、KCl，根據電子得失守恒配平得反應③的化學方程式為：2FeOOH＋3KClO＋4KOH=2K2FeO4＋3H2O＋3KCl，

故答案為：2FeOOH＋3KClO＋4KOH=2K2FeO4＋3H2O＋3KCl；

（3）K2FeO4中鐵的化合價為+6價，價態高，易得電子，表現強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素的化合價為+3，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降，

故答案為：K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質而沉降(答案合理均可)；

（4）根據關系式：3Cl2～3KClO～2K2FeO4, 每消耗標準狀況下112LCl2,即消耗5mol Cl2,則生成 mol K2FeO4，根據m(K2FeO4)=n(K2FeO4) ×M(K2FeO4)= mol×198g/mol=660g,

故答案為：660。