Question

[2012·北京朝阳一模]（12分）高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：

回答下列问题：

（1）经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是____                 ____。    

（2）步骤②反应的离子方程式是_____                           ___。

（3）从溶液Ⅰ中分离出Na₂FeO₄后，还有副产品Na₂SO₄ 、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为___                                _____。

（4）将一定量的Na₂FeO₄投入到pH不同的污水中（污水中其余成分均相同），溶液中Na₂FeO₄浓度变化如下图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线I比曲线II对应的污水pH_____（填“高”或“低”）。

（5）通过计算得知Na₂FeO₄的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）比氯气的_____（填“高”或“低”），用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是____            _

                                                 （答出两点即可）。

Answer

（12分）（1）Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在，所以加入氢氧化钠可以调节溶液显碱性

（2）2Fe2+＋H2O2＋2H+＝2Fe3+＋2H2O

（3）2Fe3+＋3ClO－＋10OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O

（4）高

（5）低     既能消毒杀菌又能净水（或无毒或方便保存等）

【解析】（1）根据框图中的提示可知，Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在，所以加入氢氧化钠可以调节溶液显碱性。

（2）在酸性条件下，H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成H2O，反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H+＝2Fe3+＋2H2O。

（3）步骤③中参加反应的离子有Fe3+、ClO－和OH－，除生成FeO42－和Cl－外还有H2O生成，故该反应的离子方程式为2Fe3+＋3ClO－＋10OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O。

（4）Na2FeO4在碱性环境中稳定存在，污水的pH越高，Na2FeO4的浓度越大，故曲线I比曲线II对应的污水pH高。

（5）1gNa2FeO4能得到电子的物质的量为mol≈0.018mol，1gCl2能得到电子的物质的量为mol≈0.028mol，故Na2FeO4的消毒效率比氯气的低。