Question

2．高效凈水劑聚合氯化鋁鐵（PAFC）的組成可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m，該物質廣泛應用于日常生活用水和工業(yè)廢水的處理，PAFC中鐵元素的化合價為+3．某工廠欲以工業(yè)廢料（金屬鋁、鐵及其氧化物）為原料制取PAFC，設計如下流程：

①所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子是C
A、Al³⁺             B、Fe²⁺             C、Fe³⁺              D、H⁺
為證明該離子確實存在，可采用的操作（必須指明所采用的試劑及觀察到的現(xiàn)象）是取溶液少量滴入KSCN，溶液變血紅色．
②往酸性溶液中加入試劑X的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子；反應的離子方程式是2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．

Answer 1

分析 廢料中加入過量稀鹽酸，充分反應后得到甲溶液，甲溶液中含有AlCl₃，由于Al、Fe以及Fe₂O₃的物質的量關系無法確定，則不能確定溶液中Fe元素的存在形成，不能確定是否存在Fe³⁺，加入X應為氧化劑，可將Fe²⁺生成Fe³⁺，加入NaOH溶液后，調節(jié)溶液pH，可生成目標物，以此解答該題，
依據(jù)元素化合價代數(shù)和為0計算鐵元素化合價；
①由于Al、Fe以及Fe₂O₃的物質的量關系無法確定，則不能確定溶液中Fe元素的存在形成是否有Fe³⁺，依據(jù)鐵離子的特征性質檢驗鐵離子的存在；
②因[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m中Fe為+3價，可起到凈水劑的作用，則加入X應為氧化劑，可將Fe²⁺生成Fe³⁺；

解答 解：設鐵化合價是x，聚合氯化鋁鐵可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m，由此合物內化合價和為0得：3+x-n-（6-n）=0；
x=3，所以PAFC中鐵元素的化合價為+3；
故答案為：+3；
①由于Al、Fe以及Fe₂O₃的物質的量關系無法確定，則不能確定溶液中Fe元素的存在形成是否有Fe³⁺，所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子為Fe³⁺，為證明該離子確實存在，取少量溶液加入KSCN溶液后溶液溶液呈血紅色，證明含有Fe³⁺；
故答案為：C；取少量溶液加入KSCN溶液后溶液溶液呈血紅色；
②因[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m中Fe為+3價，可起到凈水劑的作用，則加入X應為氧化劑，可將Fe²⁺生成Fe³⁺，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2 Cl^-，
故答案為：將Fe²⁺生成Fe³⁺，2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2 Cl^-；

點評 本題考查了物質性質的實驗探究，物質分離的方法和實驗步驟分析判斷，主要是物質性質的理解應用，掌握流程分析方法和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．