Question

【題目】堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

請回答下列問題：

（1）加入少量NaHCO3的目的是調節pH范圍在__________________________內，使溶液中的___________________沉淀(寫離子符號)，該反應的離子方程式為_________________________________ 。

（2）反應Ⅱ中的離子方程式為________________________________________________ 。

（3）在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，若參與反應的O2有11.2 L（標準狀況），則相當于節約NaNO2的物質的量為_____________________。

（4）堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe(OH)2+離子，Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合離子，該水解反應的離子方程式為___________________________________。

（5）在醫藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據我國質量標準，產品中不得含有Fe2+及NO3－。為檢驗所得產品中是否含有Fe2+，應使用的試劑為___________________。

A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液

Answer 1

【答案】4.4-7.5 Al3+ Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ Fe2+＋2H+＋NO2- = Fe3+＋ H2O＋NO↑ 2mol 2Fe(OH)2+＋2H2OFe2(OH)42+＋2H+ D

【解析】

（1）要制備硫酸亞鐵，應與硫酸鋁分離，根據沉淀的pH選擇范圍，根據沉淀反應書寫離子方程式；

（2）流程分析反應Ⅱ是亞硝酸鈉在酸溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子，依據氧化還原反應電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平寫出；

（3）所消耗氧氣得到的電子的物質的量相當于NaNO2得到電子的物質的量；

（4）根據反應物和生成物判斷離子方程式；

（5）證明不含有亞鐵離子需要選擇高錳酸鉀溶液褪色與否進行實驗驗證。

（1）根據部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH：Al(OH)3完全沉淀的pH要達到4.4，而Fe(OH)2開始沉淀的pH為7.5，溶液中含Fe2+和Al3+，為了使Al3+形成沉淀除去而不影響Fe2+，調節pH在4.4--7.5 范圍內，該操作的目的是使Al3+沉淀，該反應的離子方程式為Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓；

因此，本題正確答案為：4.4-7.5 ；Al3+ ；Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓；

（2）亞硝酸鹽具有氧化性，在酸性條件下能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，反應的離子方程式為2H+ + Fe2++ NO2- ＝Fe3+ + NO↑+ H2O；

因此，本題正確答案為：Fe2+＋2H+＋NO2- = Fe3+＋ H2O＋NO↑，

（3）氧氣的物質的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol，則得到電子0.5mol×4＝2mol，1molNaNO2被還原生成NO，化合價由+3價降低到+2價，得到1mol電子，則需要2molNaNO2；

因此，本題正確答案為：2mol；

（4）Fe(OH)2+離子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子，根據電荷守恒和質量守恒可寫出反應的離子方程式為2Fe(OH)2+ +2H2OFe2(OH)42+ + 2H+；
因此，本題正確答案為：2Fe(OH)2+＋2H2OFe2(OH)42+＋2H+；

（5）A、氯水可以氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液顏色變化不明顯，不能檢驗亞鐵離子，故A不符合；

B、KSCN溶液和亞鐵離子不反應，無現象發生，故B不符合；

C、NaOH溶液加入和鐵離子反應生成紅褐色沉淀不能檢驗是否存在亞鐵離子，故C不符合；D、酸性KMnO4溶液氧化亞鐵離子高錳酸鉀溶液褪色，故D符合，

因此，本題正確答案為：D。