Question

Ⅰ．高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl₂、O₂、ClO₂、KMnO₄氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。

(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为：2FeSO₄ + aNa₂O₂＝2Na₂FeO₄ + bX + 2Na₂SO₄ +cO₂↑该反应中物质X应是__________，b与c的关系是_______________。

(2)湿法制备高铁酸钾反应体系中有六种数粒：Fe(OH)₃、ClO^－、OH^－、FeO₄^2-、Cl^－、H₂O。

①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：__________________。

②每生成1mol FeO₄^2-转移_____________mol电子，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产[物的物质的量为_____________mol。

Ⅱ．已知：2Fe^3＋＋2I^－=2Fe^2＋＋I₂，2Fe^2＋＋Br₂=2Fe^3＋＋2Br^－。

(3)含有1 mol FeI₂和2 mol FeBr₂的溶液中通入2 mol Cl₂，此时被氧化的离子及其物质的量是_______________________________。

(4)若向含a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中通入c mol Cl₂，当I^－、Fe^2＋、Br^－完全被氧化时，c为________________________________(用含a、b的代数式表示)。

Answer

Na2O b=2c 3ClO－+2Fe(OH)3+4OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O 3 0.15 n(I-)=2mol，n(Fe2+)=2mol c=

【解析】

Ⅰ．(1)反应中铁元素由+2价升高到+6价，过氧化钠中的部分氧由-1价升高到0价，根据氧化还原反应中元素化合价升降守恒规律，过氧化钠中的另一部分氧一定会由-1价降低到-2价，反应中硫、铁原子已经守恒，故X只能为Na2O，配平后方程式为：2FeSO4+6Na2O2＝2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，可知b=2c，故答案为：Na2O；b=2c；

(2)①高铁酸钾是生成物，则Fe(OH)3是反应物，该反应中Fe元素化合价由+3价变为+6价，则Fe(OH)3是还原剂，还需要氧化剂参加反应，ClO-具有强氧化性，所以ClO-是反应物，生成物是Cl-，Cl元素化合价由+1价变为-1价，转移电子数为6，溶液在碱性条件下进行，则氢氧化根离子参加反应，生成水，反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O；

②2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O中Fe元素化合价由+3价升高到+6价，则该反应中转移电子数为6，每生成1molFeO42-转移电子物质的量==3mol，该反应中还原产物是氯离子，若反应过程中转移了0.3mo1电子，则还原产物的物质的量==0.15mol，故答案为：3；0.15；

Ⅱ．由2Fe3++2I-=2Fe2++I2，2Fe2++Br2=2Br-+2Fe3+可知，还原性强弱顺序是：I-＞Fe2+＞Br-。

(1)向含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2，先发生反应2I-+Cl2=I2+2Cl-，2mol碘离子完全反应需要氯气1mol，然后发生反应Cl2+2Fe 2+=2Cl-+2Fe3+，1mol氯气反应需要亚铁离子的物质的量是2mol，溶液中含有3mol亚铁离子，参加反应的亚铁离子的物质的量是2mol，所以溶液中还剩余亚铁离子1mol，所以被氧化的离子是2molI-、2molFe 2+，故答案为：n(I-)=2mol、n(Fe2+)=2mol；

(2)若向含amolFeI2和bmolFeBr2的溶液中通入cmolCl2，当I-、Fe2+、Br-完全被氧化时，Fe2+失去的电子的物质的量为(a+b)mol，I-失去的电子的物质的量为2amol，Br-失去的电子的物质的量为2bmol，则共失去3(a+b)mol电子，所以需要氯气的物质的量：c=mol，故答案为：c=。