Question

【題目】聚合氯化鐵[Fe2(OH)nCl6-n]m簡(jiǎn)稱(chēng)PFC，是一種新型高效的無(wú)機(jī)高分子凈水劑。以FeCl2·4H2O為原料，溶于稀鹽酸并加入少量的NaNO2，經(jīng)氧化、水解、聚合等步驟，可制備PFC。

(1)在稀鹽酸中，NaNO2會(huì)與Fe2+反應(yīng)生成一種無(wú)色氣體M，氣體M對(duì)該反應(yīng)有催化作用，其催化原理如圖所示。 M的化學(xué)式為______； Fe2+在酸性條件下被O2氧化的離子方程式為_______。

(2)鹽基度[B＝ × 100%]是衡量?jī)羲畡﹥?yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。鹽基度越小，凈水劑對(duì)水pH變化的影響______。(填“越大”、“越小”或“無(wú)影響”)

(3)PFC樣品中鹽基度(B)的測(cè)定：

已知：PFC樣品的密度ρ = 1.40 g·mL1，樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(Fe) = 16%

步驟1：準(zhǔn)確量取1.00 mL PFC樣品置于錐形瓶中。

步驟2：加入一定體積0.05000 mol·L1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，室溫靜置后，加入一定體積的氟化鉀溶液(與Fe3+反應(yīng)，消除Fe3+對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾)，滴加數(shù)滴酚酞作指示劑，立即用0.05000 mol·L1氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液13.00 mL。

步驟3：準(zhǔn)確量取1.00 mL蒸餾水樣品置于錐形瓶中，重復(fù)步驟2操作，消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液49.00 mL。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算PFC樣品的鹽基度(B)(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)_______。

Answer 1

【答案】NO 4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O 越大 樣品中OH的物質(zhì)的量濃度： n(OH)＝ n1(NaOH) n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L1× (49.00 13.00) × 103L＝1.8 × 103mol；

c(OH)＝＝ ＝1.8 × 103mol·L1；

樣品中Fe3+的物質(zhì)的量濃度： c(Fe3+)＝＝ ＝4.0 × 103mol·L1；

B＝ × 100% ＝× 100%＝ 15%。

【解析】

(3)該滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)定PFC樣品中的鹽基度，鹽基度B＝ × 100%；先根據(jù)樣品的密度、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算所取樣品中Fe3+的濃度；然后加入一定體積的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液充分反應(yīng)，加入KF消除Fe3+對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，之后用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定剩余的鹽酸的量；再利用蒸餾水重復(fù)操作，滴定加入的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的總量，總量減去剩余量即可得到樣品中氫氧根消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)的量。

(1)在稀鹽酸中，NaNO2會(huì)將Fe2+氧化成Fe3+，該過(guò)程中NaNO2應(yīng)作為氧化劑，據(jù)圖可知，M與Fe2+可以生成Fe(NO)2+，鐵元素化合價(jià)沒(méi)有變化，則N元素化合價(jià)也不變，所以M應(yīng)為NO；Fe2+在酸性條件下被O2氧化，應(yīng)生成Fe3+，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得離子方程式應(yīng)為4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O；

(2)鹽基度B＝ × 100%，鹽基度越小，[Fe2(OH)nCl6-n]m中n的值越小，則c(OHˉ)越小，生成的Fe(OH)3膠體的量越少，溶液中c(Fe3+)越大，水解效果越強(qiáng)，對(duì)水pH變化的影響越大；

(3)根據(jù)分析，樣品中OH的物質(zhì)的量濃度： n(OH)＝ n1(NaOH) n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L1× (49.00 13.00) × 103L＝1.8 × 103mol；c(OH)＝＝ ＝1.8 × 103mol·L1；

樣品中Fe3+的物質(zhì)的量濃度：c(Fe3+)＝＝ ＝4.0 × 103mol·L1；

B＝ × 100% ＝× 100%＝ 15%。