题目

题型：不详难度：来源：

(14分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]是一种新型高效絮凝剂，常用于污水处理，在医疗上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下所示：

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：

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

请回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液的pH，除去Al^3＋，①pH的范围__________，②写出可能发生的离子方程式：________________。
（2）在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O₂，以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作__________。若参与反应的O₂有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO₂的物质的量为________。
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)^2＋可部分水解生成Fe₂(OH)，该水解反应的离子方程式为________________________________________________________________。
Fe(OH)₃的K_sp=____________。（提示，开始沉淀c(Fe³⁺)浓度为1.0×10^-5mol/L）
（4）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Fe^2＋及NO。为检验所得的产品中是否含有Fe^2＋，应使用的试剂为________。

答案

（1）①4.4～7.5　②H^＋＋HCO===CO₂↑＋H₂O，Al^3＋＋3HCO===Al(OH)₃↓＋3CO₂↑
（2）氧化剂　2 mol
（3）2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)＋2H^＋；10^-37.4
（4）酸性KMnO₄溶液或铁氰化钾。

解析

试题分析：（1）根据工艺流程可知加NaHCO₃除去Al^3＋保留Fe^2＋，因而要控制pH使Al^3＋完全沉淀，而Fe^2＋不沉淀。（2）反应Ⅱ中通入的O₂与NaNO₂均作氧化剂，根据得失电子守恒，可以计算出标准状况下11.2 L O₂与2 mol NaNO₂得到的电子数相等。（3）依据原子守恒及电荷守恒可以写出Fe(OH)^2＋水解生成Fe₂(OH)的离子方程式：2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)＋2H^＋。pH=3.2时完全沉淀，c(H⁺)=10^-3.2mol/L，c(OH^-)=10^-10.8mol/L，K_sp=c(Fe³⁺)·c³(OH^-)=10^-5×(10^-10.8)³=10^-37.4。（4）因产品中含Fe^3＋，可以用酸性KMnO₄溶液检验Fe^2＋的存在，如含有Fe^2＋，则滴入几滴酸性KMnO₄溶液后，溶液的紫色会褪去，否则不褪色。也可用铁氰化钾，溶液出现蓝色沉淀含有Fe²⁺，否则不产生蓝色沉淀