Question

11．B同學們在實驗室用廢鐵屑（含少量銅）制取新型凈水劑Na₂FeO₄的流程如圖．

請回答下列問題．
（1）向固體A中加入稀鹽酸后發生反應的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．反應后得到的溶液若需較長時間保存，應采取的措施是向溶液中加入少量鐵粉．
（2）溶液B中的陽離子是Fe²⁺、H⁺，向溶液B中加入NaOH溶液，之后通入空氣，攪拌，觀察到的現象是先產生白色沉淀，白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，通入空氣后發生化學反應的化學方程式是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（3）向固體C中加入NaOH溶液并通入Cl₂可制取Na₂FeO₄，有關反應的化學方程式是2Fe（OH）₃+10NaOH+3Cl₂=2Na₂FeO₄+6NaCl+8H₂O．
（4）Na₂FeO₄中Fe的化合價是+6，從氧化還原角度分析，Na₂FeO₄具有氧化性，故用Na₂FeO₄凈水時，除了可除去水中懸浮余質，還可以殺菌消毒．

Answer 1

分析 用廢鐵屑（含少量銅）制取新型凈水劑Na₂FeO₄的流程：清洗廢鐵屑表表面的油污，加入過量的稀鹽酸，鐵溶于稀鹽酸，銅不溶，過濾得到氯化亞鐵和HCl的混合溶液B，向其中加入氫氧化鈉溶液，中和鹽酸，并生成氫氧化亞鐵，通入空氣，被氧化為氫氧化鐵，過濾得到的固體C為氫氧化鐵，加入氫氧化鈉和氯氣得到產品Na₂FeO₄，據此分析．

解答 解：（1）固體A中加入稀鹽酸后發生反應的離子方程式是：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；亞鐵離子易被氧化，若需長時間保存，可加入還原劑鐵粉；
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；向溶液中加入少量鐵粉；
（2）溶液B為氯化亞鐵和多余的鹽酸，陽離子為：Fe²⁺、H⁺；向B溶液中加入氫氧化鈉，先生成白色沉淀氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化，發生反應4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，故現象為：先產生白色沉淀，白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
故答案為：Fe²⁺、H⁺；先產生白色沉淀，白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（3）向氫氧化鐵中加入NaOH溶液并通入Cl₂可制取Na₂FeO₄，反應為：2 Fe（OH）₃+10NaOH+3Cl₂=2Na₂FeO₄+6NaCl+8H₂O；
故答案為：2 Fe（OH）₃+10NaOH+3Cl₂=2Na₂FeO₄+6NaCl+8H₂O；
（4）Na₂FeO₄中鈉元素+1價，氧元素-2價，化合價代數和為0，則Fe的化合價是+6價，鐵元素+6價，易得電子化合價降低，具有氧化性，可殺菌消毒；
故答案為：+6；氧化；殺菌消毒．

點評 本題考查了物質的制備，圍繞鐵展開，涉及氧化還原反應方程式的書寫，流程的分析等，掌握物質性質是關鍵，題目難度中等．