(2014•南京模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:

(2014•南京模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO33制得Na2FeO4,过滤得到粗产品,再用NaOH溶液溶解,重结晶,用有机溶剂脱碱,低温烘干得到固体样品.反应方程式为:3NaClO+2Fe(NO33+10NaOH═2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
(1)上述制备过程中,用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是______.
(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池,电解质为NaOH溶液,放电时负极材料为Zn,正极产生红褐色沉淀,写出该电池反应方程式______.
(3)生产Na2FeO4的原料之一Fe(NO33用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)与稀硝酸反应制备.准确称取该黑色粉末13.12g,加入200mL 4mol•L-1 HNO3搅拌,固体完全溶解,共收集到标准状况下2688mL的气体,经分析其中只含有NO,并测得此时溶液中c(H+)=0.4mol•L-1(设反应前后溶液体积不变).通过以上数据,计算该黑色粉末中Fe的质量分数.(写出计算过程,结果保留两位小数)
xxjzz 1年前 已收到1个回答 举报

菊花_乱 幼苗

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解题思路:(1)根据Na2FeO4在水溶液中阴离子水解平衡移动的影响因素结合实际应用来判断;
(2)根据反应信息知道:反应物是金属锌、高铁酸钠、产物是氢氧化铁、氢氧化锌来书写方程式;
(3)根据元素守恒结合反应的过程来计算回答.

(1)Na2FeO4在水溶液中会发生水解,并且水解后溶液呈碱性,如果在氢氧化钠溶液中,NaOH溶液呈碱性,会抑制其水解,有利于减少产品损失,
故答案为:Na2FeO4 在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失;
(2)根据反应信息知道:反应物是金属锌、高铁酸钠、产物是氢氧化铁、氢氧化锌,配平后的方程式为3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH,
故答案为:3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH;
(3)n(NO)=[2.688L/22.4L/mol]=0.12mol,溶液中还有H+,说明硝酸未反应完,所以溶液中只含Fe3+,溶液中有n(NO3-)=200mL×4mol•L-1/1000mL•L-1-0.12mol=0.68mol,根据电荷守恒 n(NO3-)×1=n(H+)×1+n(Fe3+)×3,n(Fe3+)=0.2mol,样品中所有铁元素物质的量为0.2mol.
设样品中Fe的物质的量为x,Fe3O4的物质的量为y
56g•mol-1×x+232g•mol-1×y=13.12g
x+3y=0.2mol,
解得:x=0.11mol,y=0.03mol
单质铁的质量分数为[0.11mol×56g/mol/13.12g]×100%=47%,
故答案为:47%.

点评:
本题考点: 化学电源新型电池;化学方程式的有关计算.

考点点评: 本题综合考查学生盐的水解原理以及应用、原电池的工作原理以及元素以及化合物性质的计算等知识,属于综合知识的考查,难度中等.

1年前

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