Question

17．FeCl₃具有凈水作用，但腐蝕設(shè)備，而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑，處理污水比FeCl₃高效，且腐蝕性�。�常見水處理劑還有高鐵酸鹽及ClO₂，請回答下列問題：
（1）FeCl₃可以用來刻蝕銅箔制造電路板，寫出對應(yīng)離子方程式2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺ 高鐵酸鹽是一種綠色凈水劑，其有效成分是高鐵酸根FeO₄^2-．能消毒，且能凈水．工業(yè)上常在強堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O．
（2）ClO₂是一種高效、低毒的消毒劑，工業(yè)上可用KC1O₃與Na₂SO₃在H₂SO₄存在下制得ClO₂，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為  2：1．
（3）漂白粉在工業(yè)中常用氯氣通入石灰乳來制備，寫出對應(yīng)化學(xué)方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O+Ca（ClO）₂．在使用時將漂白粉溶于水配成溶液，放置一段時間即可使用，寫出漂白粉工作原理的離子方程式Ca²⁺+2ClO^-+H₂O+CO₂=CaCO₃ ↓+2HClO．氯水也具有漂白性，但是久置氯水因為發(fā)生了2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2 HCl+O₂↑反應(yīng)而失去漂白性．
（4）描述實驗室制備氫氧化鐵膠體的方法向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱，寫出對應(yīng)離子方程式Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（5）為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂ 廢液得到FeCl₃
1ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6 Fe³⁺+1  Cl^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）三氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；強堿性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據(jù)電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒可知另一種常見化合物含有H元素，應(yīng)為水，據(jù)此寫出離子方程式；
（2）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)制得ClO₂，可知SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，由離子反應(yīng)可知該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比；
（3）氯氣與石灰乳反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，HClO雖是強氧化性的酸，但它是比碳酸還弱的酸，Ca（ClO）₂ 能與水和二氧化碳發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成CaCO₃和 HClO，久置后次氯酸不穩(wěn)定見光易分解生成HCl和O₂，從而失去漂白性；
（4）實驗室制備氫氧化鐵膠體的方法是：促進三價鐵離子的水解，向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱；
（5）氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價從+5價降低到-1價，得到6個電子，而Fe元素的化合價從+2價升高到+3價，失去1個電子，根據(jù)得失電子守恒可配平方程式．

解答 解：（1）三氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；強堿性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據(jù)電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒可知另一種常見化合物含有H元素，應(yīng)為水，離子方程式為2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O；
（2）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)制得ClO₂，可知SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，氧化劑為KClO₃，還原劑為Na₂SO₃，由離子反應(yīng)可知該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：2：1；
（3）氯氣與石灰乳反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O+Ca（ClO）₂，HClO雖是強氧化性的酸，但它是比碳酸還弱的酸，Ca（ClO）₂ 能與水和二氧化碳發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成CaCO₃和 HClO，反應(yīng)離子方程式為Ca²⁺+2ClO^-+H₂O+CO₂=CaCO₃ ↓+2HClO，
氯水中的次氯酸具有強氧化性，久置后次氯酸不穩(wěn)定見光易分解生成HCl和O₂，從而失去漂白性，方程式為2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2 HCl+O₂↑，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O+Ca（ClO）₂；Ca²⁺+2ClO^-+H₂O+CO₂=CaCO₃ ↓+2HClO；2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2 HCl+O₂↑；
（4）實驗室制備氫氧化鐵膠體的方法是：加熱燒杯中的水至沸騰，向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱，要注意實驗過程不能用玻璃棒攪拌，否則溶液出現(xiàn)渾濁；當(dāng)反應(yīng)體系呈現(xiàn)紅褐色，即制得氫氧化鐵膠體，應(yīng)立即停止加熱，否則也容易出現(xiàn)渾濁，產(chǎn)生紅褐色的氫氧化鐵沉淀，往沸水中滴加飽和氯化鐵溶液后，可稍微加熱煮沸，但不宜長時間加熱，反應(yīng)原理為：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱；Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（5）氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價從+5價降低到-1價，得到6個電子，而Fe元素的化合價從+2價升高到+3價，失去1個電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺的系數(shù)為6，則鐵離子的系數(shù)也是6，氯離子的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，則氫離子的系數(shù)是6，水的系數(shù)是3，配平后離子方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：1；6；6H⁺；6；1；3H₂O．

點評 本題考查鐵的化合物性質(zhì)的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式的配平、漂白粉的相關(guān)性質(zhì)等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用難度，難度中等．