Question

（12分）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(yī)藥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、氧化鐵等）生產(chǎn)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

回答下列問題：

(1)工業(yè)上常用一定濃度的純堿溶液清洗鐵屑，目的是           。   

(2)加入少量NaHCO₃的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH至 a，a的范圍是        。

(3)已知室溫下，Al(OH)₃的Ksp=1.3×10^-33，當pH=5時，溶液中c(Al³⁺)=       

(4)在實際生產(chǎn)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11.2L（標準狀況），則相當于節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為              ；O₂參與反應的離子方程式為              

(5)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)²⁺離子，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               。

 

Answer 1

【答案】

(1)除去油污（2分）

（2）4.4<a<7.5 （2分）

（3） 1.3×10^-6 mol/L （2分）

（4）2mol（2分）     4Fe²⁺+4H⁺＋O₂=4Fe³⁺＋2H₂O  （2分）

（5）2Fe(OH)²⁺＋2H₂OFe₂(OH)₄²⁺＋2H⁺   （2分）

【解析】

試題分析：(1)純堿溶液清洗可以除去鐵屑表面的油污，有利于鐵與硫酸反應。(2)溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺，該過程需要將Fe³⁺和Al³⁺沉淀，但是不能沉淀Fe²⁺，故應調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍至4.4～7.5 。（3）Al(OH)₃的Ksp=c(Al³⁺)×c(OH^－)³=1.3×10^-33，而當pH=5時，c(OH^－)=1×10^－9mol/L ，故c(Al³⁺)=1.3×10^-6 mol/L 。(4)節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為2mol，可根據(jù)兩個反應的方程式計算。O₂參與反應的離子方程式為4Fe²⁺+4H⁺＋O₂=4Fe³⁺＋2H₂O。（5）水解反應離子式為2Fe(OH)²⁺＋2H₂OFe₂(OH)₄²⁺＋2H⁺ 。

考點：制備實驗的基本操作，簡單的化學計算，離子反應式書寫

點評：本題屬于化工生產(chǎn)題目，結(jié)合鐵變價金屬的特殊性，進行解題，同時將PH與溶解平衡想聯(lián)系，關(guān)鍵點在于氫氧根離子的濃度，每個小題都是不同的知識點，可以逐一擊破。