Question

聚合氯化铁[Fe₂(OH)_nCl_6-n]_m简称PFC，是一种新型高效的无机高分子净水剂。以FeCl₂·4H₂O为原料，溶于稀盐酸并加入少量的NaNO₂，经氧化、水解、聚合等步骤，可制备PFC。

(1)在稀盐酸中，NaNO₂会与Fe²⁺反应生成一种无色气体M，气体M对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 M的化学式为______； Fe²⁺在酸性条件下被O₂氧化的离子方程式为_______。

(2)盐基度[B＝ × 100%]是衡量净水剂优劣的一个重要指标。盐基度越小，净水剂对水pH变化的影响______。(填“越大”、“越小”或“无影响”)

(3)PFC样品中盐基度(B)的测定：

已知：PFC样品的密度ρ = 1.40 g·mL⁻¹，样品中铁的质量分数ω(Fe) = 16% 

步骤1：准确量取1.00 mL PFC样品置于锥形瓶中。

步骤2：加入一定体积0.05000 mol·L⁻¹的盐酸标准溶液，室温静置后，加入一定体积的氟化钾溶液(与Fe³⁺反应，消除Fe³⁺对实验的干扰)，滴加数滴酚酞作指示剂，立即用0.05000 mol·L⁻¹氢氧化钠标准溶液滴定至终点，消耗氢氧化钠标准溶液13.00 mL。

步骤3：准确量取1.00 mL蒸馏水样品置于锥形瓶中，重复步骤2操作，消耗氢氧化钠标准溶液49.00 mL。

根据以上实验数据计算PFC样品的盐基度(B)(写出计算过程)_______。

Answer

NO 4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O 越大 样品中OH−的物质的量浓度： n(OH−)＝ n1(NaOH) −n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L−1× (49.00 − 13.00) × 10−3L＝1.8 × 10−3mol；

c(OH−)＝＝ ＝1.8 × 10−3mol·L−1；

样品中Fe3+的物质的量浓度： c(Fe3+)＝＝ ＝4.0 × 10−3mol·L−1；

B＝ × 100% ＝× 100%＝ 15%。

【解析】

(3)该滴定实验时测定PFC样品中的盐基度，盐基度B＝ × 100%；先根据样品的密度、铁的质量分数计算所取样品中Fe3+的浓度；然后加入一定体积的盐酸标准溶液充分反应，加入KF消除Fe3+对实验的干扰，之后用氢氧化钠标准液滴定剩余的盐酸的量；再利用蒸馏水重复操作，滴定加入的盐酸标准液的总量，总量减去剩余量即可得到样品中氢氧根消耗的盐酸标准的量。

(1)在稀盐酸中，NaNO2会将Fe2+氧化成Fe3+，该过程中NaNO2应作为氧化剂，据图可知，M与Fe2+可以生成Fe(NO)2+，铁元素化合价没有变化，则N元素化合价也不变，所以M应为NO；Fe2+在酸性条件下被O2氧化，应生成Fe3+，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式应为4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O；

(2)盐基度B＝ × 100%，盐基度越小，[Fe2(OH)nCl6-n]m中n的值越小，则c(OHˉ)越小，生成的Fe(OH)3胶体的量越少，溶液中c(Fe3+)越大，水解效果越强，对水pH变化的影响越大；

(3)根据分析，样品中OH−的物质的量浓度： n(OH−)＝ n1(NaOH) −n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L−1× (49.00 − 13.00) × 10−3L＝1.8 × 10−3mol；c(OH−)＝＝ ＝1.8 × 10−3mol·L−1；

样品中Fe3+的物质的量浓度：c(Fe3+)＝＝ ＝4.0 × 10−3mol·L−1；

B＝ × 100% ＝× 100%＝ 15%。