Question

【題目】堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]可用做凈水劑、媒染劑等。工業上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產堿式硫酸鐵的部分工藝如下：

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

(1)反應Ⅰ中氧化還原反應的離子方程式__________________ 、 __________________。

(2)反應Ⅱ中加入NaHCO3調節體系的pH在_____________范圍內。

(3)反應Ⅲ中生成的氣體遇空氣變紅棕色，該反應的離子方程式是_________________。

(4)若反應Ⅲ中通入O2可減少NaNO2的用量，當消耗1molO2可節約n(NaNO2)=____mol。

(5)堿式硫酸鐵溶于水后生成的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】 Fe +H+ ＝Fe2+ + H2 ↑ Fe +2 Fe3+＝3Fe2+ 4.4≤pH<7.5 Fe2+ + NO2- +2H+ ＝Fe3++ NO ↑+H2O 4 2Fe（OH）2+ + 2H2OFe2（OH）42+ + 2H+

【解析】本題考查化學工藝流程，（1）廢鐵屑中含有Fe、Fe2O3、Al2O3，反應I中加入稀硫酸，發生Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，屬于氧化還原反應的離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；加入碳酸氫鈉的目的是除去雜質Al3＋，因此pH調節范圍是4.4≤pH<7.5；（3）生成的氣體遇空氣變紅棕色，說明生成的氣體為NO，亞硝酸鈉作氧化劑，把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被還原為NO，離子反應方程式為：Fe2＋ + NO2－ +2H＋ ＝Fe3＋+ NO ↑+H2O；（4）1molO2參與反應，得到4mol電子，得到4mol電子，需要消耗NaNO2的物質的量為4/1mol=4mol；（5）根據信息，得出：2Fe（OH）2+ + 2H2O Fe2（OH）42+ + 2H＋。