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^-1Na₂S₂O₃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

（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）

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⁺~S₂O₃^2-，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。