Question

聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理．用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺必須先還原成Fe²⁺．實驗步驟如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，還有

 

．
A．容量瓶；B．燒杯；C．燒瓶
（2）步驟Ⅱ取樣分析溶液中的Fe²⁺、Fe³⁺的含量，目的是

 

．
A．控制溶液中Fe²⁺與Fe³⁺含量比；    B．確定下一步還原所需鐵的量
C．確定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量；    D．確保鐵的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO₃氧化時反應方程式如下：
6FeSO₄+NaClO₃+3H₂SO₄→3Fe₂（SO₄）₃+NaCl+3H₂O
若改用硝酸氧化，則反應方程式如下：
6FeSO₄+2HNO₃+3H₂SO₄→3Fe₂（SO₄）₃+2NO↑+4H₂O
已知1mol HNO₃價格0.16元、1mol NaClO₃價格0.45元，評價用HNO₃代替NaClO₃作氧化劑的利弊．利是

 

，弊是

 

．
聚合硫酸鐵溶液中SO₄^2-與Fe³⁺物質的量之比不是3：2．根據下列供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產品溶液中SO₄^2-與Fe³⁺物質的量之比．
（4）測定時所需的試劑

 

．
A．NaOH； B．FeSO₄ ；C．BaCl₂ ；D．NaClO₃
（5）需要測定

 

和

 

的質量（填寫化合物的化學式）．
（6）選出測定過程中所需的基本操作

 

（按操作先后順序列出）．
A．萃取、分液          B．過濾、洗滌
C．蒸發、結品          D．冷卻、稱量       E．烘干或灼燒．

Answer 1

分析：（1）根據配制一定量分數溶液的步驟：計算、稱量、溶解，確定所用的儀器；
（2）為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺必須先還原為Fe²⁺，然后Fe²⁺再被氧化Fe³⁺；
（3）從環保和成本方面考慮；
（4）根據將SO₄²?與Fe³⁺都采用沉淀法加以測定；
（5）根據測定Fe₂O₃來測定Fe³⁺的物質的量，根據測定 BaSO₄的質量來測定SO₄²?的物質的量考慮；
（6）根據測定沉淀的質量分析基本步驟；

解答：解：（1）配制一定量質量分數硫酸溶液需要的儀器有：膠頭滴管、量筒、玻璃棒、燒杯，故選：B；
（2）因為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺必須先還原為Fe²⁺，所以確定下一步還原所需鐵的量，然后Fe²⁺再被氧化Fe³⁺，需要確定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量．
故答案為：BC；
（3）從環保和成本方面考慮，利是原料成本較低，弊是產生氣體對大氣有污染；
故答案為：原料成本低，產生的氣體對大氣有污染；
（4）因SO₄^2-與Fe³⁺都采用沉淀法加以測定，選擇氫氧化鈉沉淀鐵離子，鋇離子沉淀硫酸根離子，稱量沉淀質量計算；
故答案為：AC．
（5）根據測定Fe₂O₃測定Fe³⁺的物質的量，根據測定 BaCl₂的質量來測定SO₄²?的物質的量，需要測定Fe₂O₃ 和BaSO₄ 的質量；
故答案為；Fe₂O₃，BaSO₄；
（6）從溶液中獲得沉淀，要先過濾、洗滌，烘干，冷卻再稱量沉淀質量，根據沉淀質量再進行計算即可．
故答案為：BED

點評：本題考查學生對實驗方案的理解和設計，溶液配制，注意基礎知識的掌握，題目難度中等．