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(qiáng)堿性溶液中會(huì)析出沉淀。其生產(chǎn)工藝流程如圖所示：

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

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

(3)從環(huán)境保護(hù)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(yīng)式為_______________________。

②圖甲裝置中的電源采用NaBH4(B元素的化合價(jià)為＋3價(jià))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(yīng)式為________________________，Na＋由____________(填“a”或“b”，下同)極區(qū)移向____________極區(qū)。

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(fā)生歧化反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，由此可寫出離子方程式。(2)結(jié)合(1)分析和流程知溶液Ⅱ中溶質(zhì)主要是NaClO，因此加入Fe(NO3)3溶液后生成Na2FeO4，此反應(yīng)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(zhì)的量為×＝0.45 mol。(3)①電解時(shí)陽極Fe失電子被氧化為FeO，結(jié)合電解質(zhì)溶液為堿性可得，陽極電極反應(yīng)式為Fe＋8OH－－6e－=FeO＋4H2O；②電池工作時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖示原理知正極反應(yīng)為H2O2得電子，被還原為OH－；電解質(zhì)溶液中的陽離子(Na＋)應(yīng)由負(fù)極區(qū)(a極)移向正極區(qū)(b極)。