Question

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

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

 
回答下列问题：
（1）加入过量废铁屑的目的是                         。
（2）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH，使溶液中的________（选填“Fe^3＋”、“Fe^2＋”或“Al^3＋”）沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是                        。
（3）反应Ⅱ的离子方程式为                         。在实际生产中，反应Ⅱ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               。
（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)^2＋离子，可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺聚合离子。该水解反应的离子方程式为                                                 。
（5）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Fe^2＋及NO₃^-。为检验所得产品中是否含有Fe^2＋，应使用的试剂为       。
A．氯水     B．KSCN溶液     C．NaOH溶液     D．酸性KMnO₄溶液
（6）将11.9 g Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L（标准状况下）NO，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg^2＋、Al^3＋、Fe^3＋完全转化为沉淀，则沉淀质量为       。
A．22.1 g      B．27.2 g        C．30 g          D．无法确定

Answer 1

（1）使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe³⁺尽可能转化为Fe²⁺（2分，答对一点即可得2分，其它合理答案也可）
（2）Al³⁺（1分）
加快反应速率（或使反应物充分接触）（1分，意思相近均给分）
（3）Fe²⁺ + NO₂^- + 2H⁺ = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O （2分，漏反应条件或“↑”扣1分；未配平扣1分）；
氧化剂（1分）；
2 mol（1分）
（4）2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)₄^2-＋2H^＋（2分，写成等号扣1分；未配平扣1分）  
（5）D（2分，多选0分）
（6）B（3分）

解析试题分析：（1）加入过量的铁可以与硫酸和Fe³⁺反应，为后面调节pH除去多余的硫酸并将Fe³⁺尽可能转化为Fe²⁺，（2）根据流程图得到的是硫酸亚铁溶液，所以先沉淀的是Al³⁺　，搅拌可以加快反应速率；（3）Fe²⁺和NO₂^-在酸性条件下发生氧化还原反应：Fe²⁺ + NO₂^- + 2H⁺ = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O，氧气和亚硝酸钠都做氧化剂，1 mol氧气转移电子4mol ，1 mol亚硝酸钠转移电子1mol，根据电子守恒可得；（4）[Fe（OH）]²⁺离子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O=[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺，；（5）酸性KMnO₄溶液氧化亚铁离子高锰酸钾溶液褪色；（6）加入氢氧化钠后，金属质量减少的就是铝的质量。根据电子守恒可分别计算出铁和镁的质量，最后计算出沉淀质量。
考点：考查工艺流程、氧化还原反应离子方程式的书写及有关计算。