Question

（15分）鐵及其化合物在日常生活、生產中應用廣泛。研究鐵及其化合物的應用意義重大。
I.水體的凈化和污水的處理與鐵及其化合物密切相關。
（1）自來水廠常用高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）改善水質。簡述高鐵酸鈉用于殺菌消毒同時又起到凈水作用的原理___________。
（2）堿式硫酸鐵［Fe(OH)SO₄］是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

回答下列問題：
①寫出反應I中發生的氧化還原反應的離子方程式___________。
②加入少量NaHCO₃的目的是調節溶液pH，應控制pH的范圍為____________。
③在實際生產中，反應II常同時通入O₂以減少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（標準狀況），則相當于節約NaNO₂的質量為____________g。
④堿式硫酸鐵溶于水后產生的［Fe(OH)］²⁺離子，可部分水解生成［Fe₂(OH)₄］²⁺聚合離子。該水解反應的離子方程式為___________。
II鐵的化合物也是制備高能鋰電池的重要原料。已知磷酸亞鐵鋰電池總反應為：
FePO₄+LiLiFePO₄，電池中的固體電解質可傳導Li⁺。試寫出該電池充電時的陽極反應式____________。常溫下以該電池為電源電解200mL飽和食鹽水，當消耗1.4g Li時，溶液的pH為____________。（忽略溶液的體積變化）。

Answer 1

Ⅰ、（1）FeO₄^2－有強的氧化性，能殺菌消毒，本身被還原為Fe³⁺，Fe³⁺發生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質，達到凈水的目的（2分）
（2）①Fe +2 Fe³⁺="=3" Fe²⁺（1分）     Fe +2H⁺="=" Fe²⁺ + H₂↑（1分）
②4.4~7.5（2分）   ③69（2分）   ④2[Fe(OH)] ²⁺ + 2H₂O[Fe₂(OH)₄] ²⁺ +2H⁺（2分）
Ⅱ、LiFePO₄－e^－="=" FePO₄+Li⁺（2分）    14（3分）

解析