Question

(14分)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO₄]是一種新型高效絮凝劑，常用于污水處理，在醫(yī)療上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下所示：

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如表所示：

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(diào)節(jié)溶液的pH，除去Al^3＋，①pH的范圍__________，②寫出可能發(fā)生的離子方程式：________________。
（2）在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ中常同時(shí)通入O₂，以減少NaNO₂的用量，O₂與NaNO₂在反應(yīng)中均作__________。若參與反應(yīng)的O₂有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為________。
（3）堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)^2＋可部分水解生成Fe₂(OH)，該水解反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。
Fe(OH)₃的K_sp=____________。（提示，開始沉淀c(Fe³⁺)濃度為1.0×10^-5mol/L）
（4）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe^2＋及NO。為檢驗(yàn)所得的產(chǎn)品中是否含有Fe^2＋，應(yīng)使用的試劑為________。

Answer 1

（1）①4.4～7.5　②H^＋＋HCO===CO₂↑＋H₂O，Al^3＋＋3HCO===Al(OH)₃↓＋3CO₂↑
（2）氧化劑　2 mol
（3）2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)＋2H^＋；10^-37.4
（4）酸性KMnO₄溶液或鐵氰化鉀。

試題分析：（1）根據(jù)工藝流程可知加NaHCO₃除去Al^3＋保留Fe^2＋，因而要控制pH使Al^3＋完全沉淀，而Fe^2＋不沉淀。（2）反應(yīng)Ⅱ中通入的O₂與NaNO₂均作氧化劑，根據(jù)得失電子守恒，可以計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O₂與2 mol NaNO₂得到的電子數(shù)相等。（3）依據(jù)原子守恒及電荷守恒可以寫出Fe(OH)^2＋水解生成Fe₂(OH)的離子方程式：2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)＋2H^＋。pH=3.2時(shí)完全沉淀，c(H⁺)=10^-3.2mol/L，c(OH^-)=10^-10.8mol/L，K_sp=c(Fe³⁺)·c³(OH^-)=10^-5×(10^-10.8)³=10^-37.4。（4）因產(chǎn)品中含F(xiàn)e^3＋，可以用酸性KMnO₄溶液檢驗(yàn)Fe^2＋的存在，如含有Fe^2＋，則滴入幾滴酸性KMnO₄溶液后，溶液的紫色會(huì)褪去，否則不褪色。也可用鐵氰化鉀，溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀含有Fe²⁺，否則不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀