Question

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。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

回答下列問題：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是調節pH在                    范圍內。
（2）反應Ⅱ中加入NaNO₂的目的是氧化亞鐵離子，寫出該反應的離子方程式為
                                                            。
（3）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體積為 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                                               。
（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
（6）為測定含Fe²⁺和Fe³⁺溶液中鐵元素的總含量，實驗操作如下：準確量取20.00mL溶液于帶塞錐形瓶中，加入足量H₂O₂,調節pH<3，加熱除去過量H₂O₂；加入過量KI充分反應后,再用 0.1000 mol·L^-1Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00mL。
已知：
則溶液中鐵元素的總含量為        g·L^-1。若滴定前溶液中H₂O₂沒有除盡，所測定的鐵元素的含量將會
       (填“偏高” “偏低” “不變”)

Answer 1

（1）4.4~7.5 （2分）（2）2H⁺ + Fe²⁺+ NO₂^- = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O （3分）（3）2 mol （2分）（4）2Fe(OH)²⁺ +2H₂OFe₂(OH)₄²⁺ + 2H⁺  （3分）（5）D （2分）（6）5.6 （2分） 偏高 （2分）

試題分析：（1）制備硫酸亞鐵，應與硫酸鋁分離，應調節溶液pH生成Al（OH）₃，要避免生成應Fe（OH）₂沉淀，控制pH在4.4～7.5之間；（2）NaNO₂可氧化亞鐵離子為鐵離子，本身變為NO，故反應方程式為2H⁺ + Fe²⁺+ NO₂^- = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O；（3）11.2LO₂的物質的量為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，故可節約2molNaNO₂；（4）[Fe（OH）]²⁺離子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺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2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺；（5）檢驗所得產品中是否含有Fe²⁺，可使用酸性KMnO₄溶液；（6）根據所給反應可得關系式Fe³⁺~S₂O₃^2-，所以n(Fe³⁺)=n(Na₂S₂O₃)=0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol，溶液中鐵元素的總含量為0.0020mol×56g/mol÷0.020L=5.6g/L；若滴定前溶液中H₂O₂沒有除盡，則H₂O₂也可氧化I^-得到I₂，消耗的Na₂S₂O₃將偏多，導致所測定的鐵元素的含量偏高。