Question

1．對工業廢水和生活污水進行處理是防止水體污染的主要措施．
Na₂FeO₄是一種新型水處理劑，工業上可用FeSO₄制備Na₂FeO₄其工藝流程如圖：

（1）假設每步反應均是完全的，若制取3mol Na₂FeO₄，需要NaClO固體335.25g．
（2）寫出第一步在酸性環境下加入H₂O₂的離子反應方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）石灰純堿法是常用的硬水軟化方法，已知25℃時K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9，現將等體積的Ca（OH）₂溶液與Na₂CO₃溶液混合（假設溶液體積具有加和性），若Na₂CO₃溶液的濃度為5.6×10^-5mol•L^-1，則生成沉淀所需Ca（OH）₂溶液的最小濃度為2×10^-4mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據氧化還原反應方程式來計算；
（2）H₂0₂在酸性條件下能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，H₂0₂被還原為水，據此寫出離子方程式；
（3）Na₂CO₃溶液的濃度為2.8×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根據Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）計算沉淀時混合溶液中c（Ca²⁺），以此來解答．

解答 解（1）由Fe（0H）₃制取Na₂FeO₄的化學方程式為：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，設需要的NaClO的物質的量為Xmol，
則有：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O
                 3                2
                Xmol             3mol
解得X=4.5mol
則NaClO的質量m=nM=4.5mol×74.5g/mol=335.25g
故答案為：335.25；
（2）H₂0₂在酸性條件下能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，H₂0₂被還原為水，故離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）Na₂CO₃溶液的濃度為5.6×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=×5.6×10^-5mol/L=2.8×10^-5mol/L，根據Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=mol/L=1×10^-4mol/L，原溶液Ca（OH）₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液Ca（OH）₂溶液的最小濃度為2×1×10^-4mol/L=2×10^-4mol/L，
故答案為：2×10^-4mol/L．

點評 本題考查較綜合，涉及氧化還原反應及應用等，注重高頻考點的考查，綜合性較強，題目難度較大，注意化學與生活的聯系．