Question

4．高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）具有很強的氧化性，堿性溶液中能穩(wěn)定存在，是一種新型的綠色凈水消毒劑．工業(yè)上可以通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉，生產過程如下：


回答下列問題：
（1）氯堿廠電解飽和食鹽水時，NaOH主要在陰極產生．
（2）寫出氯氣通入氫氧化鈉溶液的化學方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（3）步驟②A生成B的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）步驟③制備Na₂FeO₄的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 氯堿廠電解飽和食鹽水生成氯氣和氫氧化鈉，氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和次氯酸鈉，可用結晶的方法除去氯化鈉；鐵和稀硫酸反應生成A為硫酸亞鐵，加入過氧化氫，生成B為硫酸鐵，次氯酸鈉和硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應生成Na₂FeO₄，以此解答該題，

解答 解：氯堿廠電解飽和食鹽水生成氯氣和氫氧化鈉，氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和次氯酸鈉，可用結晶的方法除去氯化鈉；鐵和稀硫酸反應生成A為硫酸亞鐵，加入過氧化氫，生成B為硫酸鐵，次氯酸鈉和硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應生成Na₂FeO₄，
（1）電解氯化鈉溶液時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極是氫離子的電子生成氫氣的過程，發(fā)生電極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，該極消耗氫離子，電極附近溶液pH升高，生成NaOH，故答案為：陰；
（2）氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應的方程式為Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）步驟②是加入過氧化氫在酸性溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子的過程，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）反應③是堿溶液中次氯酸根離子氧化鐵離子為高鐵酸根離子，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點評 本題考查了物質制備實驗流程的分析判斷，為高考常見題型和高頻考點，把握分離流程中的反應及混合物分離方法以及電解原理為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．