Question

【題目】高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水，是一種新型多功能水處理劑。已知Na2FeO4在強堿性溶液中會析出沉淀。其生產工藝流程如圖所示：

(1)寫出向NaOH溶液中通入足量Cl2發生反應的離子方程式：_________________________。

(2)向溶液Ⅱ中加入Fe(NO3)3溶液發生反應，該反應的氧化劑是____________，每制得49.8 g Na2FeO4，理論上消耗氧化劑的物質的量為____________mol。

(3)從環境保護的角度看，制備Na2FeO4較好的方法為電解法，其裝置如圖甲所示。

①電解過程中陽極的電極反應式為_______________________。

②圖甲裝置中的電源采用NaBH4(B元素的化合價為＋3價)和H2O2作原料的燃料電池，電源工作原理如圖乙所示。工作過程中該電源的正極反應式為________________________，Na＋由____________(填“a”或“b”，下同)極區移向____________極區。

Answer 1

【答案】(1)2OH－＋Cl2=ClO－＋Cl－＋H2O

(2)NaClO(或次氯酸鈉) 0.45

(3)①Fe＋8OH－－6e－=FeO＋4H2O

②H2O2＋2e－=2OH－ a b

【解析】(1)Cl2與NaOH溶液發生歧化反應生成NaCl、NaClO和H2O，由此可寫出離子方程式。(2)結合(1)分析和流程知溶液Ⅱ中溶質主要是NaClO，因此加入Fe(NO3)3溶液后生成Na2FeO4，此反應中，氧化劑為NaClO，還原劑為Fe(NO3)3；利用得失電子守恒得：3NaClO～2Na2FeO4，由此可知生成49.8 g Na2FeO4消耗氧化劑的物質的量為×＝0.45 mol。(3)①電解時陽極Fe失電子被氧化為FeO，結合電解質溶液為堿性可得，陽極電極反應式為Fe＋8OH－－6e－=FeO＋4H2O；②電池工作時正極發生還原反應，結合圖示原理知正極反應為H2O2得電子，被還原為OH－；電解質溶液中的陽離子(Na＋)應由負極區(a極)移向正極區(b極)。