Question

工業(yè)上為從鐵鈷鎳合金廢料中提取鈷和鎳，一般先用硫酸溶解合金使其成為Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺，再把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，從而使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為某種沉淀析出，達(dá)到與Co²⁺、Ni²⁺分離的目的。生產(chǎn)上要使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而不使Co²⁺、Ni²⁺氧化的試劑是NaClO或NaClO₃(均含少量硫酸)溶液，反應(yīng)的部分化學(xué)方程式為(A為還原劑)：NaClO+A+BNaCl+C+H₂O; NaClO₃+A+BNaCl+C+H₂O。

(1)請(qǐng)完成以上化學(xué)方程式，并回答實(shí)際生產(chǎn)中采用NaClO₃來氧化Fe²⁺比較好的理由。

(2)配平下列離子方程式，并回答下列問題：

①□Fe(OH)₃+□ClO^-+□OH^-====□+□Cl^-+□H₂O

②已知有3.21 g Fe(OH)₃參加反應(yīng)，共轉(zhuǎn)移了5.42×10²²個(gè)電子，則n=_________,中鐵的化合價(jià)為_____________。

③根據(jù)①②推測，能與下列哪些物質(zhì)反應(yīng)_________(只填序號(hào))。

A.Cl₂                                   B.SO₂

C.H₂S                                  D.O₂

Answer 1

解析:本題考查有關(guān)含有字母的離子型氧化還原反應(yīng)方程式的配平，學(xué)會(huì)利用化合價(jià)升降配平法，靈活利用電荷守恒和質(zhì)量守恒，正確標(biāo)定元素的化合價(jià)是配平的基礎(chǔ)，電子得失守恒的應(yīng)用是解題的關(guān)鍵。

(1)依題意知，F(xiàn)e²⁺以FeSO₄形式存在，被氧化為Fe₂(SO₄)₃；NaClO或NaClO₃均被還原為NaCl，故兩方程式均需H₂SO₄。

NaClO+2FeSO₄+H₂SO₄====NaCl+Fe₂(SO₄)₃+H₂O

NaClO₃+6FeSO₄+3H₂SO₄====NaCl+3Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

1 mol NaClO₃可氧化6 mol FeSO₄，而1 mol NaClO只能氧化2 mol FeSO₄，故用NaClO₃節(jié)省原料。

(2)①根據(jù)電子得失守恒、質(zhì)量守恒配平方程式；②根據(jù)電子得失守恒，設(shè)中Fe的化合價(jià)為x，則(x-3)×,可求得中鐵的化合價(jià)為+6價(jià)，則n=2；③高價(jià)鐵具有強(qiáng)氧化性，Cl₂和O₂也具有強(qiáng)氧化性，故不能與反應(yīng)，所以選B和C。

答案:(1)氧化相同物質(zhì)的量的FeSO₄所需NaClO₃的物質(zhì)的量比NaClO少，節(jié)省原料。

(2)①2Fe(OH)₃+(5-n)ClO^-+2nOH^-====+(5-n)Cl^-+(n+3)H₂O  ②2   +6③BC