Question

目前高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）被廣泛應用于水處理，具有高效、無毒的優(yōu)點．
（1）在處理水的過程中，Na₂FeO₄起到殺菌、消毒、凈水的作用，請說明應用了Na₂FeO₄的哪些性質：

 

（2）某地海水樣品經Na₂FeO₄處理后，所含離子及其濃度如下表所示（H⁺和OH^-未列出）：

離子	SO42-	Mg2+	Fe3+	Na+	Cl-
濃度（mol/L）	a	0.05	0.10	0.50	0.58

常溫下，取一定量經Na₂FeO₄處理過的海水為原料制備精制食鹽水和MgCl₂?7H₂O，過程如下：

K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38；K_sp[Mg（OH）₂]=5.0×10^-12；操作過程中溶液體積的變化忽略不計．
①表格中的a

 

0.16（填“＜”、“＞”或“=”）．
②沉淀A的組成為

 

（填化學式）；在調節(jié)溶液pH時，理論上應調節(jié)的pH的范圍是

 

．
③加入的過量試劑X為

 

（填化學式）．
④加入過量HCl的作用為

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：

分析：（1）高鐵酸鈉具有強氧化性，可用于殺菌消毒，還原生成Fe³⁺，Fe³⁺發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質；
（2）①由表中Mg²⁺、Fe³⁺的濃度及K_sp[Fe（OH）₃、K_sp[Mg（OH）₂]可知，該溶液呈酸性，再利用電荷守恒可知，2c（SO₄^2-）+c（Cl^-）+c（OH^-）=2c（Mg²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（Na⁺）+c（H⁺），據此判斷．
②由工藝流程圖可知，處理的海水調節(jié)PH值，目的是Fe³⁺將轉化為Fe（OH）₃，除去溶液中的Fe³⁺．
③由工藝流程圖可知，加入的過量試劑X目的是使濾液A中的SO₄^2-轉化為沉淀，Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂，用鋇離子沉淀SO₄^2-，氫氧根沉淀Mg²⁺，據此判斷X．
④由工藝流程圖可知，鹽酸使Mg（OH）₂全部溶解轉化為MgCl₂，在加熱濃縮濾液C時Mg²⁺水解，抑制Mg²⁺水解．

解答： 解：（1）高鐵酸鈉具有強氧化性，可用于殺菌消毒，還原生成Fe³⁺，Fe³⁺發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體吸附水中的雜質，可用來除去水中的懸浮物，達到凈水的目的，
故答案為：Na₂FeO₄有強氧化性可殺菌、消毒；還原生成Fe³⁺，其水解產物Fe（OH）₃膠體可吸附水中懸浮物一起沉降，起凈水的作用；
（2）①由K_sp[Fe（OH）₃、K_sp[Mg（OH）₂]可知，Mg²⁺完全沉淀時c（OH^-）=10^-5mol/L，Fe³⁺完全沉淀時c（OH^-）=10^-11mol/L，由表中Mg²⁺、Fe³⁺的濃度可知，該溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），利用電荷守恒可知，2c（SO₄^2-）+c（Cl^-）+c（OH^-）=2c（Mg²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（Na⁺）+c（H⁺），即2a+0.58+c（OH^-）=2×0.05+3×0.1+0.5+c（H⁺），整理2a=0.32+c（H⁺）-c（OH^-），由于c（H⁺）＞c（OH^-），所以a＞0.16，
故答案為：＞；
②由工藝流程圖可知，處理的海水調節(jié)PH值，目的是Fe³⁺將轉化為Fe（OH）₃，除去溶液中的Fe³⁺，故沉淀A的組成為Fe（OH）₃，
Mg²⁺完全沉淀時c（OH^-）=10^-5mol/L，PH值為9，Fe³⁺完全沉淀時c（OH^-）=10^-11mol/L，pH值為3，在調節(jié)溶液pH時，應當使3≤pH＜9，
故答案為：Fe（OH）₃；3≤pH＜9；
③由工藝流程圖可知，加入的過量試劑X目的是使濾液A中的SO₄^2-轉化為沉淀，Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂，用鋇離子沉淀SO₄^2-，氫氧根沉淀Mg²⁺，故試劑X為Ba（OH）₂，故答案為：Ba（OH）₂；
④由工藝流程圖可知，鹽酸使Mg（OH）₂全部溶解轉化為MgCl₂，在加熱濃縮濾液C時Mg²⁺水解，可以抑制Mg²⁺水解，
故答案為：使Mg（OH）₂全部溶解轉化為MgCl₂；在加熱濃縮濾液C時抑制Mg²⁺水解．

點評：考查氧化還原反應、溶度積計算、沉淀轉化、溶液的有關計算、對化學工藝流程的理解、物質的分離提純等，難度中等，（2）①為易錯點、難點，根據電荷守恒判斷原理、判斷溶液的酸堿性是關鍵．