题目内容
【题目】氧化铁是一种重要的无机材料，化学性质稳定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性，从某种工业酸性废液(主要含Na＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－、SO42-)中回收氧化铁流程如下：
已知：常温下Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11；Ksp[Fe(OH)2]＝2.2×10－16；Ksp[Fe(OH)3]＝3.5×10－38；Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33
(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的离子反应方程式：___________，指出使用空气的优点是：_________。
(2)已知Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)===Fe(OH)3(s)ΔH＝－Q1kJ·mol－1，题(1)中每生成1 mol含铁微粒时，放热Q2，请你计算1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝_________。
(3)常温下，根据已知条件计算在pH＝5的溶液中，理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe3＋)＝___________，c(Mg2＋)＝___________。
(4)有人用氨水调节溶液pH，在pH＝5时将Fe(OH)3沉淀出来，此时Fe(OH)3沉淀中可能混有的杂质是______ (填化学式，下同)，用_______试剂可将其除去。
【答案】4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O 耗费少且无污染 －(Q2＋Q1) kJ·mol－1 3.5×10－11mol·L－1 1.2×107mol·L－1 Al(OH)3 NaOH
【解析】
（1）酸性废液中通入空气时，Fe2+被空气中的氧气所氧化，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，该方法的优点是耗费少且无污染；
（2）根据盖斯定律计算；
（3）溶液pH=5，则c(OH-)=10-9mol/L，根据Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38，Ksp[Mg（OH）2]=1.2×10-11，可计算；
（4）根据Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，可计算出溶液pH=5时，c（Al3+）＜1.0×10-5，Al3+也几乎完全沉淀，故可能混有的杂质是Al(OH)3，Al(OH)3溶于强碱，而Fe(OH)3不溶，故可用NaOH溶液除去。
（1）酸性废液中通入空气时，Fe2+被空气中的氧气所氧化，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，该方法的优点是耗费少且无污染；
（2）根据盖斯定律由Fe3+（aq）+3OH-（aq）=Fe(OH)3（s）；△H=-Q1 kJ/mol，题（1）中每生成1mol含铁微粒时，放热Q2，则1 mol Fe2+全部Fe3+放热为Q2，Fe3+转化为Fe(OH)3（s）的放热为Q1，所以1 mol Fe2+全部转化为Fe(OH)3（s）的热效应△H=-（Q2+Q1）kJ/mol；
（3）溶液pH=5，则c（OH-）=10-9mol/L，根据Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38，Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11，
则c（Fe3+）=
=3.5×10-11mol/L、c（Mg2+）=
=1.2×107mol/L；
（4）根据Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，可计算出溶液pH=5时，c（Al3+）＜1.0×10-5，Al3+也几乎完全沉淀，故可能混有的杂质是Al(OH)3，Al(OH)3溶于强碱，而Fe(OH)3不溶，故可用NaOH溶液除去。故答案为：Al(OH)3，NaOH溶液。
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