Question

聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理．用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe³⁺的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe³⁺必须先还原成Fe²⁺．实验步骤如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有

 

．
A．容量瓶；B．烧杯；C．烧瓶
（2）步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe²⁺、Fe³⁺的含量，目的是

 

．
A．控制溶液中Fe²⁺与Fe³⁺含量比；    B．确定下一步还原所需铁的量
C．确定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量；    D．确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO₃氧化时反应方程式如下：
6FeSO₄+NaClO₃+3H₂SO₄→3Fe₂（SO₄）₃+NaCl+3H₂O
若改用硝酸氧化，则反应方程式如下：
6FeSO₄+2HNO₃+3H₂SO₄→3Fe₂（SO₄）₃+2NO↑+4H₂O
已知1mol HNO₃价格0.16元、1mol NaClO₃价格0.45元，评价用HNO₃代替NaClO₃作氧化剂的利弊．利是

 

，弊是

 

．
聚合硫酸铁溶液中SO₄^2-与Fe³⁺物质的量之比不是3：2．根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO₄^2-与Fe³⁺物质的量之比．
（4）测定时所需的试剂

 

．
A．NaOH； B．FeSO₄ ；C．BaCl₂ ；D．NaClO₃
（5）需要测定

 

和

 

的质量（填写化合物的化学式）．
（6）选出测定过程中所需的基本操作

 

（按操作先后顺序列出）．
A．萃取、分液          B．过滤、洗涤
C．蒸发、结品          D．冷却、称量       E．烘干或灼烧．

Answer 1

分析：（1）根据配制一定量分数溶液的步骤：计算、称量、溶解，确定所用的仪器；
（2）为控制水解时Fe³⁺的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe³⁺必须先还原为Fe²⁺，然后Fe²⁺再被氧化Fe³⁺；
（3）从环保和成本方面考虑；
（4）根据将SO₄²?与Fe³⁺都采用沉淀法加以测定；
（5）根据测定Fe₂O₃来测定Fe³⁺的物质的量，根据测定 BaSO₄的质量来测定SO₄²?的物质的量考虑；
（6）根据测定沉淀的质量分析基本步骤；

解答：解：（1）配制一定量质量分数硫酸溶液需要的仪器有：胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯，故选：B；
（2）因为控制水解时Fe³⁺的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe³⁺必须先还原为Fe²⁺，所以确定下一步还原所需铁的量，然后Fe²⁺再被氧化Fe³⁺，需要确定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量．
故答案为：BC；
（3）从环保和成本方面考虑，利是原料成本较低，弊是产生气体对大气有污染；
故答案为：原料成本低，产生的气体对大气有污染；
（4）因SO₄^2-与Fe³⁺都采用沉淀法加以测定，选择氢氧化钠沉淀铁离子，钡离子沉淀硫酸根离子，称量沉淀质量计算；
故答案为：AC．
（5）根据测定Fe₂O₃测定Fe³⁺的物质的量，根据测定 BaCl₂的质量来测定SO₄²?的物质的量，需要测定Fe₂O₃ 和BaSO₄ 的质量；
故答案为；Fe₂O₃，BaSO₄；
（6）从溶液中获得沉淀，要先过滤、洗涤，烘干，冷却再称量沉淀质量，根据沉淀质量再进行计算即可．
故答案为：BED

点评：本题考查学生对实验方案的理解和设计，溶液配制，注意基础知识的掌握，题目难度中等．