Question

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：

（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH在                     范围内。

（2）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是氧化亚铁离子，写出该反应的离子方程式为

                                                             。

（3）实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若参与反应的O₂体积为 11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为               。

（4）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)²⁺离子可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为                                                。

（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^－。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为         。

A．氯水        B．KSCN溶液      C．NaOH溶液      D．酸性KMnO₄溶液

（6）为测定含Fe²⁺和Fe³⁺溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂,调节pH<3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。

已知：

则溶液中铁元素的总含量为        g·L^-1。若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会

       (填“偏高” “偏低” “不变”)

Answer

（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）

【解析】

试题分析：（1）制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al（OH）3，要避免生成应Fe（OH）2沉淀，控制pH在4.4～7.5之间；（2）NaNO2可氧化亚铁离子为铁离子，本身变为NO，故反应方程式为2H+ + Fe2++ NO2- = Fe3+ + NO↑ + H2O；（3）11.2LO2的物质的量为0.5mol，则得到电子0.5mol×4=2mol，1molNaNO2被还原生成NO，化合价由+3价降低到+2价，得到1mol电子，故可节约2molNaNO2；（4）[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe（OH）]2++2H2O[Fe2（OH）4]2++2H+；（5）检验所得产品中是否含有Fe2+，可使用酸性KMnO4溶液；（6）根据所给反应可得关系式Fe3+~S2O32-，所以n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol，溶液中铁元素的总含量为0.0020mol×56g/mol÷0.020L=5.6g/L；若滴定前溶液中H2O2没有除尽，则H2O2也可氧化I-得到I2，消耗的Na2S2O3将偏多，导致所测定的铁元素的含量偏高。

考点：考查铁及其化合物的性质及氧化还原反应知识。