Question

（12分）聚合硫酸铝铁[Al_aFe_b(OH)_m(SO₄)_n·xH₂O] 是一种新型高效净水剂，广泛应用于工业污染水的处理。

（1）聚合硫酸铝铁能够净水的原因是                          。

（2）Al_aFe_b(OH)_m(SO₄)_n·xH₂O中a、b、m、n的代数关系式为           。

（3）为了测定聚合硫酸铝铁的组成，进行如下实验：

步骤一：准确称取8.810 g样品溶于150mL 0.100mol·L^－1稀硫酸，恰好完全反应后，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体10.485g；

步骤二：另取相同质量的样品，溶于过量的氢碘酸，以磁力搅拌机搅拌，充分反应后，以0.500 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至浅黄色，滴入几滴淀粉溶液，再滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。（已知：I₂+2Na₂S₂O₃＝2NaI+Na₂S₄O₆）

①步骤二中使用磁力搅拌器进行搅拌的目的是              。

②通过计算确定聚合硫酸铝铁的化学式（写出计算过程）。

Answer

（12分）

（1）聚合硫酸铝铁溶于水电离的Al3+、Fe3+可以水解形成胶体，具有吸附性。

（2）3a+3b＝m+2n

（3）①混匀反应物，确保反应完全

②n(OH—)＝0.15L×0.100 mol·L－1×2＝0.03mol

n(SO42-)＝10.4850g/233g·mol－1－0.15L×0.100 mol·L－1＝0.03mol

n(Fe3+)＝0.02L×0.500 mol·L－1＝0.01mol

n(Al3+)＝(0.03mol+0.03mol×2－0.01mol×3)/2=0.02mol

n(H2O)＝(8.810g－0.02mol×27g·mol－1－0.01mol×56 g·mol－1

－0.03mol×17 g·mol－1－0.03mol×56 g·mol－1)/18 g·mol－1

＝0.24mol

n(Al3+)∶n(Fe3+)∶n(OH—)∶n(SO42-)∶n(H2O) ＝2∶1∶3∶3∶24

硫酸铝铁的化学式为：Al2Fe(OH)3(SO4)3·24H2O

【解析】

试题分析：（1）聚合硫酸铝铁溶解于水，Ai3+、Fe3+都能水解生成胶体，吸附悬浮物，可作净水剂；

（2）化合物中正负化合价的代数和为零，在AlaFeb(OH)m(SO4)n·xH2O中a、b、m、n的代数关系式为

3a+3b=m+2n

（3）①步骤二中使用磁力搅拌器进行搅拌的目的是混匀反应物，增大反应物完全接触，确保反应完全；

②n(OH—)＝0.15L×0.100 mol·L－1×2＝0.03mol

n(SO42-)＝10.4850g/233g·mol－1－0.15L×0.100 mol·L－1＝0.03mol

n(Fe3+)＝0.02L×0.500 mol·L－1＝0.01mol

n(Al3+)＝(0.03mol+0.03mol×2－0.01mol×3)/2=0.02mol

n(H2O)＝(8.810g－0.02mol×27g·mol－1－0.01mol×56 g·mol－1

－0.03mol×17 g·mol－1－0.03mol×56 g·mol－1)/18 g·mol－1

＝0.24mol

n(Al3+)∶n(Fe3+)∶n(OH—)∶n(SO42-)∶n(H2O) ＝2∶1∶3∶3∶24

硫酸铝铁的化学式为：Al2Fe(OH)3(SO4)3·24H2O

考点：净水剂净水原理及滴定实验数据分析