Question

FeCl₃ 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃ 高效，且腐蚀性小。(已知25℃，K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^－38，lg2=0.3)

请回答下列问题：

(1)FeCl₃净水的原理是                。(用离子方程式表示)，Fe^3＋水解生成的Fe(OH)₃胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，常温下此反应的平衡常数为                 (填写数值)。

(2)将FeCl₃ 溶液与NaHCO₃ 溶液混合，其离子方程式为                    。

(3)25℃时pH=3的溶液中，c(Fe^3＋)=            mol•L^－1。

(4)FeCl₃ 在溶液中分三步水【解析】

Fe^3＋＋H₂OFe(OH)^2＋＋H^＋      K₁

Fe(OH)^2＋＋H₂OFe(OH)₂^＋＋H^＋   K₂

Fe(OH)^＋＋H₂OFe(OH)₃＋H^＋      K₃

以上水解反应的平衡常数K₁、K₂、K₃由大到小的顺序是                。

通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe^3＋＋yH₂OFe_x＋yH^＋，欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)                  。

a.降温   b.加水稀释   c.加入NH₄Cl   d.加入NaHCO₃

(5) FeCl₃溶液可腐蚀印刷电路板，其反应为Cu ＋2FeCl₃ =CuCl₂＋2FeCl₂ 要将此反应设计在原电池中进行，则正极反应式为             。

Answer

(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ 2.5×10－5

(2)Fe3＋＋3HCO3-=Fe(OH)3↓＋3CO2↑

(3) 4×10－5 (4) K1＞K2＞K3 b d

(5)Fe3＋＋e－=Fe2＋

【解析】

试题分析：(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，可起到净水的作用，离子方程式为：Fe3++3H2O=Fe(OH)3胶体+3H+，K==2.5×10-5；

(2)NaHCO3溶液和FeCl3溶液混合发生双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体；反应的离子方程式为：Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑；

(3)25℃时pH=3的溶液中，c(Fe3+)==4×10-5；

(4)铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小，则K1＞K2＞K3；控制条件使平衡正向移动，使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，故选bd；

(5)正极上铁离子得电子发生还原反应，其正极电极反应式为极：2Fe3++2e-=2Fe2+。

【考点定位】考查铁的化合物性质的应用、氧化还原反应方程式的配平、对图象的分析能力、平衡移动影响因素等。

【名师点晴】明确铁离子的水解原理是解题关键；铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小；控制条件使平衡正向移动，水解为吸热反应，所以降温平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，平衡正向移动；据此分解解答。