Question

27、聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺必須先還原為Fe²⁺。實驗步驟如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，還有                   。

(a) 容量瓶                          (b) 燒杯                             (c) 燒瓶

（2）步驟II取樣分析溶液中的Fe²⁺、Fe³⁺的含量，目的是                 。

(a) 控制溶液中Fe²⁺與Fe³⁺含量比                  

(b) 確定下一步還原所需鐵的量

(c) 確定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量                

(d) 確保鐵的氧化物酸溶完全

（3）用NaClO₃氧化時反應(yīng)方程式如下：

6FeSO₄ + NaClO₃ + 3H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + NaCl + 3H₂O

若改用HNO₃氧化，則反應(yīng)方程式如下

6FeSO₄ + 2HNO₃ + 3H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + 2NO↑ + 4H₂O

已知1mol HNO₃價格0.16元、1mol NaClO₃價格0.45元，評價用HNO₃代替NaClO₃作氧化劑的得弊，利是                                         ，弊是                                                     。

聚合硫酸鐵溶液中SO₄²ˉ與Fe³⁺物質(zhì)的量之比不是3:2。根據(jù)下列供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產(chǎn)品溶液中SO₄²ˉ與Fe³⁺物質(zhì)的量之比。

（4）測定時所需的試劑                   。

(a) NaOH              (b) FeSO₄              (c) BaCl₂               (d) NaClO₃

（5）需要測定                   和           的質(zhì)量（填寫化合物的化學(xué)式）。

（6）選出測定過程中所需的基本操作                   （按操作先后順序列出）。

(a) 萃取、分液                   (b) 過濾、洗滌                   (c) 蒸發(fā)、結(jié)晶

(d) 冷卻、稱量                   (e)烘干或灼燒

Answer 1

答案：

（1）b

（2）b、c

（3）利：原料成本較低     弊：產(chǎn)生氣體對大氣有污染

（4）a、c

（5）Fe₂O₃、BaSO₄

（6）b、e、d

解析：本題綜合考查鐵及其化合物的性質(zhì)，一定質(zhì)量分數(shù)溶液的配制及化學(xué)實驗基本操作等內(nèi)容。（1）根據(jù)配制一定質(zhì)量分數(shù)溶液的配制步驟，可知所需玻璃儀器除量筒外，還需要燒杯。（2）鐵的氧化物溶于H₂SO₄時可得含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液，而為抑制Fe³⁺水解，原料中Fe³⁺必須還原為Fe²⁺，為確定下一步鐵的用量必須測定Fe³⁺含量，而再用NaClO₃將Fe²⁺氧化為Fe³⁺時，NaClO₃的用量取決于Fe²⁺的總量，故選b、c。（3）由所給反應(yīng)知氧化6 mol FeSO₄需HNO₃ 2 mol價格為0.32 元，需NaClO₃ 1 mol價格為0.45 元，故用HNO₃代替NaClO₃的利在于原料成本降低，而弊則是產(chǎn)生的NO會污染環(huán)境。（4）～（6）要測定SO與Fe³⁺的物質(zhì)的量之比，只需分別測定一定量的溶液中SO的物質(zhì)的量和Fe³⁺的物質(zhì)的量即可，故所選用的試劑為BaCl₂和NaOH，通過過濾、洗滌、烘干灼燒，冷卻稱量可得m（BaSO₄）和m（Fe₂O₃），進而計算得出答案。