题目内容
【题目】碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4 ]是一种新型高效絮凝剂，常用于污水处理，在医疗上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下所示：
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：
沉淀物 | Fe(OH) 3 | Fe(OH) 2 | Al(OH) 3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
请回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO3 的目的是调节溶液的pH，除去Al3＋ ，①pH的范围__________，②写出可能发生的离子方程式：________________。
（2）在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2 ，以减少NaNO2 的用量，O2 与NaNO2 在反应中均作__________。若参与反应的O2 有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2 的物质的量为________。
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2＋ 可部分水解生成Fe2(OH)42－，该水解反应的离子方程式为________________________________________________________________。 Fe(OH)3 的Ksp =____________。（提示，开始沉淀c(Fe 3+ )浓度为1.0×10 -5 mol/L）
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2＋ 及NO3－。为检验所得的产品中是否含有Fe2＋ ，应使用的试剂为________。
【答案】4.4～7.5H＋＋HCO3－=CO2↑＋H2O，Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3↓＋3CO2↑氧化剂2mol2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)42－＋2H＋10－37.4酸性KMnO4溶液或铁氰化钾
【解析】
（1）该工艺流程的目的为生产碱式硫酸铁，废铁屑中含少量氧化铝等杂质，所以要除去Al保留Fe；加入稀硫酸发生反应Ⅰ，则反应Ⅰ所得溶液中含有Fe2+、Al3+、H+、SO42-等，加入少量NaHCO3调节pH，且控制pH使Al3＋ 完全沉淀，而Fe2 ＋ 不沉淀。根据表格数据可推断，pH应控制在4.4～7.5范围内。
故答案为：4.4～7.5；
（2）根据流程可知，反应Ⅱ中硫酸亚铁转化为硫酸铁，所以通入的O2 与NaNO2 均作氧化剂；若有11.2 L O2即0.5mol O2参与反应，则转移电子2mol；若用NaNO2作氧化剂，还原产物为NO，每mol NaNO2转移1mol电子，所以标况下11.2 L
O2 相当于2mol NaNO2；
故答案为：2mol；
（3）根据已知信息：Fe(OH)2＋ 转化为Fe2(OH)42－，Fe元素化合价没有发生改变，根据原子守恒可知：2 Fe(OH)2＋ →Fe2(OH)42－，根据电荷守恒可知，应生成H＋。该反应为部分水解，应打“”，所以离子方程式应为：2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)42－＋2H＋；根据Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq)，可得Ksp = c(Fe3+)×c3 (OH- )；pH=3.2时，Fe3+开始沉淀，此时c(Fe 3+ )=1.0×10 -5 mol/L，c(H+ )=10 -3.2 mol/L，c(OH- )=10-10.8 mol/L，所以有，Ksp = c(Fe3+)×c3 (OH- )=10-5 ×(10-10.8 )3 =10-37.4 。
故答案为：2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)42－＋2H＋；10-37.4；
（4）可以利用Fe2＋的还原性检验Fe2＋的存在，取少量待测液，则滴入几滴酸性KMnO4 溶液后，若溶液的紫色褪去，则证明存在Fe2＋。也可用铁氰化钾，溶液出现若蓝色沉淀，则证明含有Fe2+；
故答案为：酸性KMnO4溶液或铁氰化钾。
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【题目】烟气(主要污染物SO2、NOX)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中的SO2、NOx 的含量。
(1) O3氧化烟气中SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为： NO(g)＋O3(g)
NO2(g)+ O2(g) ΔH＝－200.9 kJ·mol-13NO(g)＋O3(g)3NO2(g) ΔH＝－317.3kJ·mol-1。则2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH＝_____________kJ·mol-1
(2)T℃时，利用测压法在刚性反应器中，投入一定量的NO2发生反应3NO2(g)3NO(g)＋O3(g)，体系的总压强 p随时间 t的变化如下表所示：
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反应温度，则平衡后体系压强 p______24.00 MPa(填“>”、“<”或“＝”),原因是____________。
②15min 时，反应物的转化率 α=______。
③T℃时反应3NO2(g) 3NO(g)＋O3(g)的平衡常数Kp=____________(Kp 为以分压表示的平衡常数，分压等于总压乘以该气体的物质的量分数)
(3)T℃时，在体积为2L的密闭刚性容器中，投入2 mol NO2发生反应2NO2(g)
2NO(g)＋O2(g)，实验测得：v正=k正 c2(NO2)，v逆=k逆 c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。在温度为T℃时NO2的转化率随时间变化的结果如图所示(反应在5.5min时达到平衡)：
①在体积不变的刚性容器中，投入固定量的NO2发生反应，要提高NO2转化率，可采取的措施是______________、___________。
②由图中数据，求出该反应的平衡常数为_________。
③计算A 点处v正/v逆=_________________________(保留1位小数)。
