Question

【题目】FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氧化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3 高效，且腐蚀性小。请回答下列问题:

(1)FeCl3净水的原理是__________________，FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H+作用外，另一主要原因是(用离了方程式表示)___________________________。

(2)为节约成本，工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3。

①若酸性FeCl2溶液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol/L，c(Fe3+)=1.0×10-3mol/L，c(Cl-)=5.3×10-2mol/L，则该溶液的pH约为________________。

②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:□ClO3-+□Fe2++□___=□Cl-+□Fe3++□____。

(3)FeCl3在溶液中分三步水解:

Fe3++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:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++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

室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是_______________________。

(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为_________mg·L-1。

Answer 1

【答案】 Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2 1 6 6H+ 1 6 3H2O K1>K2>K3 b d 调节溶液的pH 18~20

【解析】本题主要考查盐类水解的影响因素。

(1)FeCl3净水的原理是Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H+作用外，另一主要原因是2Fe3++Fe=3Fe2+。

(2)若酸性FeCl2以液中电荷守恒：2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+ c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，酸性溶液中可忽略c(OH-)，c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2mol/L，则该溶液的pH约为2。

②根据电子守恒初步将方程式配平为ClO3-+6Fe2++□___=Cl-+6Fe3++□____。再根据溶液呈酸性、电荷守恒和元素守恒得到完整方程式：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O。

(3)FeCl3的分步水解程度越来越小，所以K1>K2>K3。

欲使平衡正向移动可采用的方法是bd。a.盐类水解为吸热反应，降温平衡左移，故a不符合题意；b.加水稀释促进盐类水解，故b符合题意；c.NH4Cl 的水解抑制上述水解，故c不符合题意；d.NaHCO3的水解促进上述水解，故d符合题意。故选bd。

分析离子方程式：xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+可知室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是调节溶液的pH。

(4)由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为18～20mg·L-1。