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，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圖：

已知：部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	A1（OH）3
開(kāi)始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列問(wèn)題：
①寫(xiě)出反應(yīng)I中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式

 

．
②加入少量NaHCO₃的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，應(yīng)控制pH的范圍為

 

．
③在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O₂以減少NaNO₂的用量，O₂與NaNO₂在反應(yīng)中均作氧化劑．若參與反應(yīng)的O₂有11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則相當(dāng)于節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為

 

．
④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）₄]²⁺聚合離子，該水解反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硫酸亞鐵的制備,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：①Fe為活潑金屬，可與酸反應(yīng)，氧化鐵與酸反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子可以氧化Fe；
②要制備硫酸亞鐵，應(yīng)與硫酸鋁分離，根據(jù)沉淀的pH選擇；
③所消耗氧氣得到的電子的物質(zhì)的量相當(dāng)于NaNO₂得到電子的物質(zhì)的量；
④根據(jù)反應(yīng)物和生成物判斷離子方程式；

解答：解：①Fe為活潑金屬，可與酸反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，氧化鐵與酸反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子可以氧化Fe，離子方程式為：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺；
②制備硫酸亞鐵，應(yīng)與硫酸鋁分離，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH生成Al（OH）₃，要避免生成應(yīng)Fe（OH）₂沉淀，控制pH在4.4≤pH＜7.5之間，
故答案為：4.4≤pH＜7.5；
③n（O₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，則得到電子0.5mol×4=2mol，1molNaNO₂被還原生成NO，化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià)，得到1mol電子，則需要2molNaNO₂，
故答案為：2mol；
④[Fe（OH）]²⁺離子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合離子，根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式為2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O?[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺，
故答案為：2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O?[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備原理的設(shè)計(jì)，題目難度中等，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和題給信息判斷可能發(fā)生的反應(yīng)，離子方程式的書(shū)寫(xiě)為解答該題的難點(diǎn)，也是易錯(cuò)點(diǎn)，注意體會(huì)書(shū)寫(xiě)方法．