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文档简介
1、高铁酸钠专题简介:Na2FeO4(高铁酸钠)作新型净水剂:原理是高价铁具有强氧化性,能杀菌消毒;同时生成Fe(OH)3胶体,能吸附水中的杂质悬浮物,因此它是一种新型的净水剂;高铁酸是三氧化铁的水化物,紫黑色固体,化学式H2FeO4。其中铁的化合价为+6,得电子的能力很强,所以FeO42氧化性极强。高铁酸是强酸,但溶于水中会迅速反应,所以H2FeO4在水中显不出酸性, H2FeO4与水反应,生成氢氧化铁和氧气,六价铁被还原成三价铁:4H2FeO4+2H2O=4Fe(OH)3+3O2 刚生成的氧气中含大量未结合成氧分子的游离氧原子,氧原子氧化性极强,可以迅速杀灭水中微生物,同时氢氧化铁胶
2、体会吸附水中的悬浮物并形成沉淀从而除去它们。高铁酸盐也可作净水剂: 4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+3O2+8NaOH 4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+3O2+8KOH 可用氢氧化铁、次氯酸钠、氢氧化钠在高温下反应制取高铁酸钠: 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+5H2O (湿法) 2FeSO44Na2O22Na2FeO42Na2SO4(干法) 高铁酸钠也可用过氧化钠与熔融的赤铁矿在高温下反应制得:
3、60; Fe2O3+3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O 练习:1用高铁酸钠(Na2FeO4)对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术。已知获得高铁酸钠的反应为:Fe2O3mNa2O2nNa2FeO4Na2O,下列说法中正确的是 A该反应中,铁元素的化合价由3价升高到6价 B该反应中涉及的物质都是氧化物 C化学计量数mn D高铁酸钠中铁元素质量分数最大 22010年8月15日为舟曲特大山洪泥石流灾害全国哀悼日,为防止大灾之后有大疫,灾区的饮用水消毒是防止病从口入的措
4、施之一。高铁酸钠是一种新型、高效、多功能水处理剂,高铁酸钠(Na2FeO4)制备方法有: 湿法制备的主要反应为:2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO423Cl5H2O, 干法制备的主要反应为:2FeSO46Na2O2=2Na2FeO42Na2O2Na2SO4O2 下列有关说法不正确的是( ) A高铁酸钠中铁显6价 B湿法中每生成1 mol Na2FeO4转移3 mol电子 C干法中每生成1 mol Na2FeO4转移4 mol电子 DNa2
5、FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,还能除去水体中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3还能吸附水中的悬浮杂质 3高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效、多功能的水处理剂。湿法制备的离子反应方程式: 2Fe(OH)33ClO-4OH- 2FeO42-3Cl-5H2O;干法制备化学反应方程式:2FeSO44Na2O22Na2FeO42Na2SO4。有关分析错误的是 A等物质的量Na2FeO4氧化能力优于次氯酸钠 B湿法中氢氧化铁被氧化 C干法中每生成1 mol Na2FeO4转移3 mol电
6、子 D高铁酸钠的氧化性大于次氯酸钠 4.铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂,具有氧化能力强、安全性好等优点。 高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为Fe2NaOH2H2O=Na2FeO43H2,则电解时阳极的电极反应式是 _ 。 高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化纳和水,该反应的离子方程式为 _ 。Fe6e8OHFeO424H2O 2Fe(OH)33
7、ClO4OH2FeO423Cl5H2O5.高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为 3NaClO+2Fe(NO3)3+ 10NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O, Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH. 主要的生产流程如下: (1)写出反应的离子方程式:_。 (2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)_Ksp(Na2 FeO4)(填“>”、“<” 或“=”)。
8、 (3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。 图1为不同的温度下,不同质量浓度的Fe( NO3)3对K2 FeO4生成率的影响; 图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4的生成率的影响。 工业生产中最佳温度为_,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为_。 若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:_,若Fe(NO3)3加入过量,在碱性条件下,K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反
9、应的离子方程式为_。 (4) K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O = 4Fe(OH)3+8OH-+3O2。在“提纯”K2FeO4的过程中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用_(填序号)。 A水 BCH3COONa、异丙醇 CNH4Cl、异丙醇 DFe(NO3)3、异丙 (5)制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下
10、: 湿法制备-2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O; 干法制备-2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2 下列有关说法中错误的是( ) A高铁酸钾与水反应时,水发生氧化反应 B湿法中每生成1mol Na2FeO4共转移3mol电子 C干法中每生成1mol Na2FeO4共转移3mol电子 DK2FeO4处理水时,不仅能杀菌,还能使悬浮杂质沉降 (6)环保领域有用镍(Ni)铁做电极,浓NaOH溶液做电解液
11、,下列说法正确是( ) A铁是阳极,电极反应为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2 B电解一段时间后,镍电极附近溶液的pH减小 C若离子交换膜为阴离子交换膜,则电解结束后左侧溶液中含有FeO42- D每制得1mol Na2FeO4,理论上可以产生67.2L气体 3 (1)Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O (2)< (3)26;6:5; 3ClO-+Fe3+ +3H2O=Fe(OH)3+3HClO
12、60; 2FeO42- +Fe3+ +8OH-=3FeO43- +4H2O (4)B (5)C (6)C6. 高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。某研究小组设计了用工业废铁屑(含铜、碳、硅等)制取高铁酸钠的工艺流程,其中X、Y、Z是含铁化合物 (1)废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的_。(2)试写出上述过程中X转化为Y的离子方程式_。 (3)写出Cl2将Z氧化为Na2FeO4的化学方程式_。 (4)高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用,解释净水原理_。 (5)高铁酸钠还可以用电解法:Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+2H2,写出电解时阳极的电极反应式_。 【答案】 清洗废铁屑表面的油污; (2)2Fe2+ + H2O2 + 2H+ =2Fe3+ + 2H2O (3)10NaOH +
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