Question

【題目】工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列問題：

（1）反應(yīng)Ⅰ中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的________(填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3＋”)沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是______________________。

（3）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為 ___。在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應(yīng)中均作____ ____。若參與反應(yīng)的O2有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為________。

（4）堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2＋離子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為____________________________。

（5）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe2＋及NO3-。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2＋，應(yīng)使用的試劑為________(填字母)。

A. 氯水 B. KSCN溶液 C. NaOH溶液 D. 酸性KMnO4溶液

Answer 1

【答案】（1） Fe + Fe2(SO4)2= 2FeSO4

（2）Al3＋加快反應(yīng)速率(或使反應(yīng)物充分接觸，意思相近均給分)

（3） Fe2++ NO2-+ 2 H+ = Fe3++ NO↑ + H2O ；氧化劑； 2 mol

（4） 2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)42+＋2H＋

（5）D（多選0分）

【解析】試題分析：（1）根據(jù)題意及流程圖分析知，反應(yīng)Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)2+3H2O， Fe + Fe2(SO4)2= 2FeSO4，Fe +H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑，其中屬于氧化還原反應(yīng)的為Fe + Fe2(SO4)2= 2FeSO4，（Fe +H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑）；（2）根據(jù)題意及流程圖分析知，反應(yīng)Ⅰ后溶液的成分為硫酸亞鐵和硫酸鋁的混合溶液，經(jīng)攪拌、過濾后得硫酸亞鐵溶液，所以加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的Al3＋沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是加快反應(yīng)速率；（3）由題給信息知，反應(yīng)Ⅱ中NaNO2中氮元素的化合價(jià)由反應(yīng)前的+3價(jià)降為反應(yīng)后NO中的+2，則硫酸亞鐵中鐵元素的化合價(jià)必然升高，由Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為Fe2++ NO2-+ 2 H+ = Fe3++ NO↑ + H2O，反應(yīng)Ⅱ的目的是利用氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+，O2與NaNO2在反應(yīng)中做氧化劑；n（O2）=0.5mol，則得到電子0.5mol×4=2mol，1molNaNO2被還原生成NO，化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià)，得到1mol電子，根據(jù)得失電子數(shù)目相等知，節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為 2mol；（4）[Fe（OH）]2+離子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合離子，根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式為

2[Fe（OH）]2++2H2O=[Fe2（OH）4]2++2H+；（5）A、氯水可以氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液顏色變化不明顯，不能檢驗(yàn)亞鐵離子，錯(cuò)誤；B、KSCN溶液和亞鐵離子混合無現(xiàn)象發(fā)生，不能檢驗(yàn)亞鐵離子，錯(cuò)誤；C、NaOH溶液加入和鐵離子反應(yīng)生成紅褐色沉淀不能檢驗(yàn)是否存在亞鐵離子，錯(cuò)誤；D、在含有Fe3+的溶液中檢驗(yàn)Fe2+，應(yīng)選用酸性KMnO4溶液，現(xiàn)象明顯，酸性KMnO4溶液氧化亞鐵離子高錳酸鉀溶液褪色，正確，選D。