Question

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

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)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(yīng)Ⅰ中氧化還原反應(yīng)的離子方程式__________________ 、 ___________________。

（2）反應(yīng)Ⅱ中加入NaHCO3調(diào)節(jié)體系的pH在_____________范圍內(nèi)。

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

（4）若反應(yīng)Ⅲ中通入O2可減少NaNO2的用量，當(dāng)消耗1molO2可節(jié)約n(NaNO2)=_____mol。

（5）用稀硫酸調(diào)節(jié)體系的pH時(shí)，若硫酸加入量過少，容易生成沉淀；若硫酸加入量過大，不利于產(chǎn)品形成，用化學(xué)平衡移動(dòng)原理說明其原因______________________________。

（6）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(yīng)的離子方程式為____________________________

Answer 1

【答案】 Fe +H+ ＝Fe2+ + H2 ↑ Fe +2 Fe3+＝3Fe2+ 4.4～7.5 Fe2+ + NO2- +2H+ ＝Fe3++ NO ↑+H2O 4 Fe3+ + 3H2O＝ Fe（OH）3 + 3H+ ，若硫酸量過小，C（H+）過低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，會(huì)生成Fe（OH）3 沉淀；若加入硫酸量過大，平衡逆移，溶液中C（OH-）過低,不利于產(chǎn)物的形成 2Fe（OH）2+ + 2H2O＝Fe2（OH）42+ + 2H+

【解析】(1)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Fe3＋ ，F(xiàn)e3＋ 可以氧化Fe，F(xiàn)e＋2Fe3＋=3Fe2＋ ；（2）制備FeSO4，要除去Al3＋ ，應(yīng)調(diào)節(jié)PH生成Al(OH)3 ，要避免生成Fe(OH)3，控制PH在4.4～7.5；（3）NaNO2可氧化亞鐵離子，本身變?yōu)镹O， Fe2+ + NO2- +2H+ ＝Fe3++ NO ↑+H2O；（4）n(O2)=1mol，則得電子1mol×4=4mol，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4molNaNO2。（5）Fe3＋ 沉淀完全時(shí)PH=3.1，酸度太低，堿性增強(qiáng)，易生成氫氧化鐵沉淀；若加入硫酸過大，氫離子濃度增大，會(huì)中和FeOHSO4電離的OH― ，Fe3+ + 3H2O＝ Fe（OH）3 + 3H+ ，若硫酸量過小，C（H+）過低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，會(huì)生成Fe（OH）3 沉淀；若加入硫酸量過大，平衡逆移，溶液中C（OH-）過低,不利于產(chǎn)物的形成；（6）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(yīng)的離子方程式為 2Fe（OH）2+ + 2H2O＝Fe2（OH）42+ + 2H+。