Question

工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵[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）加入過量廢鐵屑的目的是                         。
（2）加入少量NaHCO₃的目的是調節(jié)pH，使溶液中的________（選填“Fe^3＋”、“Fe^2＋”或“Al^3＋”）沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是                        。
（3）反應Ⅱ的離子方程式為                         。在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O₂以減少NaNO₂的用量，O₂與NaNO₂在反應中均作         。若參與反應的O₂有11.2 L（標準狀況），則相當于節(jié)約NaNO₂的物質的量為               。
（4）堿式硫酸鐵溶于水后產生的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、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據我國質量標準，產品中不得含有Fe^2＋及NO₃^-。為檢驗所得產品中是否含有Fe^2＋，應使用的試劑為       。
A．氯水     B．KSCN溶液     C．NaOH溶液     D．酸性KMnO₄溶液
（6）將11.9 g Mg、Al、Fe組成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金質量減少了2.7 g。另取等質量的合金溶于過量稀硝酸中，生成了6.72 L（標準狀況下）NO，向反應后的溶液中加入適量NaOH溶液恰好使Mg^2＋、Al^3＋、Fe^3＋完全轉化為沉淀，則沉淀質量為       。
A．22.1 g      B．27.2 g        C．30 g          D．無法確定

Answer 1

（1）使硫酸充分反應掉、提高硫酸利用率或使Fe³⁺盡可能轉化為Fe²⁺（2分，答對一點即可得2分，其它合理答案也可）
（2）Al³⁺（1分）
加快反應速率（或使反應物充分接觸）（1分，意思相近均給分）
（3）Fe²⁺ + NO₂^- + 2H⁺ = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O （2分，漏反應條件或“↑”扣1分；未配平扣1分）；
氧化劑（1分）；
2 mol（1分）
（4）2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)₄^2-＋2H^＋（2分，寫成等號扣1分；未配平扣1分）  
（5）D（2分，多選0分）
（6）B（3分）

解析試題分析：（1）加入過量的鐵可以與硫酸和Fe³⁺反應，為后面調節(jié)pH除去多余的硫酸并將Fe³⁺盡可能轉化為Fe²⁺，（2）根據流程圖得到的是硫酸亞鐵溶液，所以先沉淀的是Al³⁺　，攪拌可以加快反應速率；（3）Fe²⁺和NO₂^-在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應：Fe²⁺ + NO₂^- + 2H⁺ = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O，氧氣和亞硝酸鈉都做氧化劑，1 mol氧氣轉移電子4mol ，1 mol亞硝酸鈉轉移電子1mol，根據電子守恒可得；（4）[Fe（OH）]²⁺離子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合離子，根據電荷守恒和質量守恒可寫出反應的離子方程式為2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O=[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺，；（5）酸性KMnO₄溶液氧化亞鐵離子高錳酸鉀溶液褪色；（6）加入氫氧化鈉后，金屬質量減少的就是鋁的質量。根據電子守恒可分別計算出鐵和鎂的質量，最后計算出沉淀質量。
考點：考查工藝流程、氧化還原反應離子方程式的書寫及有關計算。