(9分) 高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过NaClO氧化法制备Na2FeO4，生产过程如下：回答下列问题：

题型：不详难度：来源：

(9分) 高铁酸钠(Na₂FeO₄)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过NaClO氧化法制备Na₂FeO₄，生产过程如下：

回答下列问题：
(1)经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是____        _____________________________
(2)步骤②反应的离子方程式是_____                            _____
(3)从溶液Ⅰ中分离出Na₂FeO₄后，还有副产品Na₂SO₄、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为___    
(4)将一定量的Na₂FeO₄投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同)，溶液中Na₂FeO₄浓度变化如图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线I比曲线II对应的污水pH____(填“高”或“低”)。

(5)通过计算得知Na₂FeO₄的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比Cl₂的_____(“高”或“低”)，用Na₂FeO₄代替Cl₂作净水消毒剂的优点是____                             (答出两点即可)

答案

(9分) (1)Na₂FeO₄只在碱性环境中稳定存在
(2)2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺=2Fe³⁺＋2H₂O    (3)2Fe³⁺＋3ClO^-＋10OH^-=2FeO₄^2-＋3Cl^-＋5H₂O
(4)高     (5)低  既能***菌消毒又能净水(或无毒或方便保存等)

解析

试题分析：（1）由于Na₂FeO₄只在碱性环境中稳定存在，所以必须加入氢氧化钠以生成Na₂FeO₄。
（2）双氧水具有氧化性，能氧化亚铁离子，反应的方程式是2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺=2Fe³⁺＋2H₂O。
（3）根据主要的反应物和生成物可知，该反应的方程式是2Fe³⁺＋3ClO^-＋10OH^-=2FeO₄^2-＋3Cl^-＋5H₂O。
（4）由于Na₂FeO₄只在碱性环境中稳定存在，所以溶液的碱性越强，Na₂FeO₄的含量越高，因此根据图像可知，曲线I比曲线II对应的污水pH高。
（5）Na₂FeO₄的消毒效率是166÷3＝55.33，氯气的消毒效率是71÷2＝35.5，所以Na₂FeO₄的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比Cl₂的低。Na₂FeO₄能***菌消毒，且其还原产物是铁离子，而铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，能吸附溶液中的悬浮物。
点评：化学工艺流程题是近年来高考中备受关注的题型，这类试题的文字量大、信息新颖、情境陌生，涉及的知识点多，综合性强，不少考生感到解题困难。本文就这类试题的特点、类型和解题策略等问题略加分析，以帮助考生轻松应对。一、化学工艺流程题的特点及作用化学工艺流程题有以下三个方面的特点和作用:一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题为思路进行设问，使问题情境真实，能培养学生理论联系实际、学以致用的学习观;二是试题的内容丰富，可以涉及化学基础知识的方方面面，能有效考查考生对基础知识的掌握情况和应用基础知识解决实际问题的迁移推理能力;二是试题背景鲜活，题干一般较长，阅读量大，能考查考生的阅读能力和对资料的加工处理能力。二、化学工艺流程题的解题思路及方法化学工艺流程题的结构通常分为题头、流程图和问题三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)，流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来，问题部分主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计系列问题。