Question

【题目】铁及其化合物在人类的生活生产中有着重要的作用，Fe2+、Fe3+是影响水质的一个重要因素。回答下列问题：

I：测量某河水样本中铁的含量

(1)水样中Fe2+的含量越大，溶解氧的含量就越低，用离子方程式解释原因___________。

(2)测定Fe2+取5mL c mo/L的KMnO4标准液，稀释至100mL。取10.00mL河水水样，加入稀硫酸后，用稀释后的KMnO4溶液进行滴定，用去KMnO4溶液V1mL。

①用___________(填滴定管的名称)盛放KMnO4标准液。

②滴定达到终点的标志是___________。

(3)测定Fe3+：取10.00mL水样，转移至盛有过量锌粒的烧杯中充分反应。加入过量稀硫酸，用表面皿盖住烧杯并加热10分钟。冷却后用(2)中稀释后的KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液V2mL。

①锌粒的作用是___________。

②河水中Fe3+的浓度是___________mol/L(用含字母的代数式表示)。

Ⅱ：氢氧化亚铁[Fe(OH)2]在常温常压下为白色固体。

(4)当溶液中的离子浓度<1×10－5mol·L－1时，可以认为该离子已沉淀完全。已知常温Fe(OH)2的Ksp为8.0×10－16。现调节含Fe2+的某河水样品pH=9，用简要计算过程说明Fe2+是否已经达到沉淀完全：___________。

(5)一种用Na2SO4溶液做电解液，电解制取Fe(OH)2的实验装置如图所示。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。

①必须使用铁电极的是___________(填“A"或“B”)极。

②B电极的电极反应式为___________。

Answer 1

【答案】4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 酸式滴定管 滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪，并在半分钟保持不变 将Fe3+还原 2.510-2c(V2-V1) pH=9时，c（Fe2+）==8.010-6mol/L<110-5mol/L，Fe2+已经沉淀完全 A 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑

【解析】

(1) 酸性条件下，O2在水中被Fe2+还原，以此写出离子方程式；

(2)①KMnO4标准液具有强氧化性，能腐蚀橡胶，要用酸式滴定管盛放；

②用KMnO4标准液滴定Fe2+，终点时KMnO4溶液过量，出现紫色，以此分析解答；

(3)取10.00mL水样，与过量锌粒充分反应后Fe3+和Fe2+都被还原为Fe，再加入过量稀硫酸将Fe转化为Fe2+，根据反应关系，5Fe2+~MnO4--计算；

(4)根据c（Fe2+）=计算；

(5)①由装置图可知，电解装置的A电极与电源正极相连，则A为阳极，阳极为铁失电子发生氧化反应，据此解答；

②B电极为阴极，阴极水得电子发生还原反应，据此书写电极反应式；

(1) 酸性条件下，O2在水中被Fe2+还原，则溶解氧的含量降低，离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

故答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

(2)①KMnO4标准液具有强氧化性，能腐蚀橡胶，要用酸式滴定管盛放；

故答案为：酸式滴定管；

②用KMnO4标准液滴定Fe2+，当出现紫色时，说明Fe2+已滴定完全，故滴定达到终点的标志是滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪，并在半分钟保持不变；

故答案为：滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪，并在半分钟保持不变；

(3)取10.00mL水样，与过量锌粒充分反应后Fe3+和Fe2+都被还原为Fe，再加入过量稀硫酸将Fe转化为Fe2+，

①根据以上分析，锌粒的作用是将Fe3+还原；

②滴定时溶液中的Fe2+包括两部分，一部分是水样中原来就有的，另一部分是由Fe3+转化而来的，根据反应关系，5Fe2+~MnO4-，

滴定时消耗的MnO4-的物质的量为n(MnO4-)2=cmol=510-5cV2 mol，

滴定水样中原有Fe2+消耗的MnO4-的物质的量为n(MnO4-)1=cmol=510-5cV1 mol，

则水样中Fe3+的物质的量为（510-5cV/span>2-510-5cV1）5=2.510-4c(V2-V1) mol，

则河水中Fe3+的浓度是=2.510-2c(V2-V1)mol/L；

故答案为：将Fe3+还原；2.510-2c(V2-V1)；

(4)根据Fe(OH)2的Ksp为8.0×10－16，pH=9时，c（Fe2+）==8.010-6mol/L<110-5mol/L，Fe2+已经沉淀完全；

故答案为：A；

(5)①由装置图可知，电解装置的A电极与电源正极相连，则A为阳极，阳极为铁失电子发生氧化反应，故必须使用铁电极的是A极；

②B电极为阴极，阴极水得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；

故答案为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑。