鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.研究鐵及其化合物的應(yīng)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(guān).
(1)自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質(zhì).簡述高鐵酸鈉用于殺菌消毒同時又起到凈水作用的原理
FeO42-有強(qiáng)的氧化性,能殺菌消毒,本身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質(zhì),達(dá)到凈水的目的
FeO42-有強(qiáng)的氧化性,能殺菌消毒,本身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質(zhì),達(dá)到凈水的目的

(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(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)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:
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3
開始沉淀 2.3 7.5 3.4
完全沉淀 3.2 9.7 4.4
回答下列問題:
①寫出反應(yīng)I中主要發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式
Fe+2H+═Fe2++H2
Fe+2H+═Fe2++H2

②加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,應(yīng)控制pH的范圍為
4.4~7.5
4.4~7.5

③在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)II常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的質(zhì)量為
69
69
g.
④堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)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(yīng)的離子方程式為
2[Fe(OH)]2++2H2O[Fe2(OH)4]2++2H+
2[Fe(OH)]2++2H2O[Fe2(OH)4]2++2H+

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(yīng)為:FePO4+Li
  △  
.
 
LiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+.試寫出該電池充電時的陽極反應(yīng)式
LiFePO4-e-═FePO4+Li+
LiFePO4-e-═FePO4+Li+
分析:Ⅰ.(1)高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性,可用于殺菌消毒,還原生成Fe3+,F(xiàn)e3+發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質(zhì);
(2)①Fe為活潑金屬,可與酸反應(yīng);
②要制備硫酸亞鐵,應(yīng)與硫酸鋁分離,根據(jù)沉淀的pH選擇;
③所消耗氧氣得到的電子的物質(zhì)的量相當(dāng)于NaNO2得到電子的物質(zhì)的量;
④根據(jù)反應(yīng)物和生成物判斷離子方程式;
Ⅱ.陽極發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合反應(yīng)的方程式判斷.
解答:解:Ⅰ.(1)高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性,可用于殺菌消毒,還原生成Fe3+,F(xiàn)e3+發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質(zhì),可用來除去水中的懸浮物,達(dá)到凈水的目的,
故答案為:FeO42-有強(qiáng)的氧化性,能殺菌消毒,本身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質(zhì),達(dá)到凈水的目的;
(2)①Fe為活潑金屬,可與酸反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+═Fe2++H2↑,故答案為:Fe+2H+═Fe2++H2↑;
②制備硫酸亞鐵,應(yīng)與硫酸鋁分離,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成應(yīng)Fe(OH)2沉淀,控制pH在4.4~7.5之間,
故答案為:4.4~7.5;
③n(O2)=
5.6L
22.4L/mol
=0.25mol,則得到電子0.25mol×4=1mol,1molNaNO2被還原生成NO,化合價由+3價降低到+2價,得到1mol電子,則m(NaNO2)=1mol×69g/mol=69g,
故答案為:69;
④[Fe(OH)]2+離子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合離子,根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式為
2[Fe(OH)]2++2H2O[Fe2(OH)4]2++2H+
故答案為:2[Fe(OH)]2++2H2O[Fe2(OH)4]2++2H+;
Ⅱ.陽極發(fā)生氧化反應(yīng),由總反應(yīng)式FePO4+Li
  △  
.
 
LiFePO4可知,LiFePO4被氧化生成FePO4,反應(yīng)的電極方程式為LiFePO4-e-═FePO4+Li+
故答案為:LiFePO4-e-═FePO4+Li+
點評:本題考查制備原理的設(shè)計,題目難度中等,注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和題給信息判斷可能發(fā)生的反應(yīng),方程式的書寫為解答該題的難點,也是易錯點,注意體會書寫方法.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2012屆四川省成都樹德中學(xué)高考適應(yīng)考試(一)理科綜合化學(xué)試卷(帶解析) 題型:問答題

(15分)鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。研究鐵及其化合物的應(yīng)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(guān)。
(1)自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質(zhì)。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(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)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(yīng)I中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式___________。
②加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,應(yīng)控制pH的范圍為____________。
③在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)II常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的質(zhì)量為____________g。
④堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的[Fe(OH)]2+離子,可部分水解生成[Fe2(OH)42+聚合離子。該水解反應(yīng)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(yīng)為:
FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+。試寫出該電池充電時的陽極反應(yīng)式____________。常溫下以該電池為電源電解200mL飽和食鹽水,當(dāng)消耗1.4g Li時,溶液的pH為____________。(忽略溶液的體積變化)。

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年江西省高三上學(xué)期期中考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.研究鐵及其化合物的應(yīng)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(guān).

(1)自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質(zhì).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(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)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:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Al(OH)3

開始沉淀

2.3

7.5

3.4

完全沉淀

3.2

9.7

4.4

 

回答下列問題:

①寫出反應(yīng)I中主要發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式                          

②加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,應(yīng)控制pH的范圍為               

③在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)II常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的質(zhì)量為       g.

④堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)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(yīng)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(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+.試寫出該電池充電時的陽極反應(yīng)式                                                       

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年四川省高考適應(yīng)考試(一)理科綜合化學(xué)試卷(解析版) 題型:簡答題

(15分)鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。研究鐵及其化合物的應(yīng)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(guān)。

(1)自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質(zhì)。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(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)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(yīng)I中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式___________。

②加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,應(yīng)控制pH的范圍為____________。

③在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)II常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的質(zhì)量為____________g。

④堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的[Fe(OH)]2+離子,可部分水解生成[Fe2(OH)42+聚合離子。該水解反應(yīng)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(yīng)為:

FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+。試寫出該電池充電時的陽極反應(yīng)式____________。常溫下以該電池為電源電解200mL飽和食鹽水,當(dāng)消耗1.4g Li時,溶液的pH為____________。(忽略溶液的體積變化)。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年江西師大附中高三(上)期中化學(xué)試卷(解析版) 題型:解答題

鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.研究鐵及其化合物的應(yīng)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(guān).
(1)自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質(zhì).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(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)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:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列問題:
①寫出反應(yīng)I中主要發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式______.
②加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,應(yīng)控制pH的范圍為______.
③在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)II常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的質(zhì)量為______g.
④堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)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(yīng)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(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+.試寫出該電池充電時的陽極反應(yīng)式______.

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