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【题目】FeCl3具有净水作用,而高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型多功能水处理剂,处理污水比FeCl3高效。请回答下列问题:已知25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38lg2=0.3

(1)FeCl3净水的原理是______(用离子方程式表示)Fe3水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,常温下此反应的平衡常数为______(填写数值)

(2)25℃时pH=3的溶液中,Fe3浓度的最大值为c(Fe3)=______molL1

(3)FeCl3在溶液中分三步水解:

Fe3H2OFe(OH)2H K1

Fe(OH)2H2OH K2

H2OFe(OH)3H K3

以上水解反应的平衡常数K1K2K3由大到小的顺序是_________。通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:xFe3yH2OyH,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)__________

a.降温 b.加水稀释 c. 加入NaHCO3d.加入NH4Cl

(4)从环境保护的角度看,制备Na2FeO4较好的方法为电解法,其装置如图所示:

①电解过程中阳极的电极反应式为______

②图甲装置中的电源采用NaBH4(B元素的化合价为+3)H2O2作原料的燃料电池,电源工作原理如图所示。电极a与甲池中_______(石墨铁丝网”)连接,电极b的反应式为________

【答案】Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H 2.5×105 4×105 K1K2K3 b c Fe8OH6e=4H2O 石墨 H2O22e=2OH

【解析】

(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用,离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,该反应平衡常数K===2.5×105

(2)25℃时pH=3的溶液中,c(H+)=10-3mol/L,则c(OHˉ)=10-11mol/Lc(Fe3+)==mol/L=4×105 mol/L

(3)由于前一步的水解会对后一步的水解产生抑制作用,所以三级水解程度依次减小,即K1K2K3

a.水解为吸热反应,降温平衡逆向移动,故a不符合;

b.“越稀越水解”,加水稀释可以使平衡正向移动,故b符合;

c.加入碳酸氢钠,电离出的碳酸氢根与氢离子结合促进铁离子的水解,故c符合;

d.铵根水解产生氢离子,会使平衡逆向移动,故d不符合;

综上所述选bc

(4)①铁丝网与电源正极相连为阳极,根据题意可知Fe失电子被氧化成,所以电极反应式为Fe8OH6e=4H2O

②据图可知电极bH2O2转化为OHˉO元素被还原,所以b电极为电池的正极,电极反应为H2O22e=2OH,电极a为电池负极,与甲池中的石墨连接。

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