Question

8．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．
（1）干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
該反應(yīng)中的還原劑是FeSO₄ Na₂O₂，每生成l mol Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移5mol電子．
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應(yīng)體系中有六種微粒：
Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．
①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2 FeO₄^2-+3Cl^-+5 H₂O．
②若反應(yīng)過(guò)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．
（3）將SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，并有6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂．

Answer 1

分析 （1）所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素有Fe、O元素，計(jì)算生成氧氣物質(zhì)的量，再根據(jù)Fe元素、O元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），則FeO₄^2-為產(chǎn)物，F(xiàn)e（OH）₃為反應(yīng)物，化合價(jià)升高總共3價(jià)，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，ClO^-為反應(yīng)物，Cl^-為生成物，化合價(jià)降低共2將，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6，故Fe（OH）₃的系數(shù)為2，F(xiàn)eO₄^2-的系數(shù)為2，ClO^-的系數(shù)為3，Cl^-的系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒可知，OH^-為反應(yīng)物，系數(shù)為4，由元素守恒可知H₂O為生成物，其系數(shù)為5；
②根據(jù)Fe元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子，還原產(chǎn)物為Cl^-，根據(jù)Cl元素化合價(jià)變化計(jì)算生成Cl^-的物質(zhì)的量；
（3）SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，有6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，則Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，并利用質(zhì)量守恒定律來(lái)書寫反應(yīng)方程式．

解答 解：（1）所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素有Fe、O元素，故還原劑為FeSO₄、Na₂O₂，由方程式可知，每生成l mol Na₂FeO₄同時(shí)生成0.5mol氧氣，則轉(zhuǎn)移電子為1mol×（6-2）=0.5mol×2×[0-（-1）]=5mol，
故答案為：FeSO₄、Na₂O₂；5；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），則FeO₄^2-為產(chǎn)物，F(xiàn)e（OH）₃為反應(yīng)物，化合價(jià)升高總共3價(jià)，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，ClO^-為反應(yīng)物，Cl^-為生成物，化合價(jià)降低共2將，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6，故Fe（OH）₃的系數(shù)為2，F(xiàn)eO₄^2-的系數(shù)為2，ClO^-的系數(shù)為3，Cl^-的系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒可知，OH^-為反應(yīng)物，系數(shù)為4，由元素守恒可知H₂O為生成物，其系數(shù)為5，離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②若反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為$\frac{0.3mol}{1-（-1）}$=0.15mol，
故答案為：0.15；
（3）SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，有6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，則Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，由質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+2HClO₃═H₂SO₄+2ClO₂，
故答案為：SO₂+2HClO₃═H₂SO₄+2ClO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書寫和化學(xué)方程式的書寫等，明確氧化還原反應(yīng)原理和基本概念以及氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．