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，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．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图：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	A1（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写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式

 

．
②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液的pH，应控制pH的范围为

 

．
③在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作氧化剂．若参与反应的O₂有11.2L（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产生的[Fe（OH）]²⁺离子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合离子，该水解反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：硫酸亚铁的制备,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验题

分析：①Fe为活泼金属，可与酸反应，氧化铁与酸反应生成铁离子，铁离子可以氧化Fe；
②要制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，根据沉淀的pH选择；
③所消耗氧气得到的电子的物质的量相当于NaNO₂得到电子的物质的量；
④根据反应物和生成物判断离子方程式；

解答：解：①Fe为活泼金属，可与酸反应，反应的离子方程式为Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，氧化铁与酸反应生成铁离子，铁离子可以氧化Fe，离子方程式为：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺；
②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≤pH＜7.5之间，
故答案为：4.4≤pH＜7.5；
③n（O₂）=

11.2L

22.4L/mol

=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，则需要2molNaNO₂，
故答案为：2mol；
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⁺，
故答案为：2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O?[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺．

点评：本题考查制备原理的设计，题目难度中等，注意根据物质的性质和题给信息判断可能发生的反应，离子方程式的书写为解答该题的难点，也是易错点，注意体会书写方法．