Question

17．FeCl₃ 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃ 高效，且腐蚀性小．请回答下列问题：
（1）FeCl₃ 溶液腐蚀钢铁设备，钢铁除了与H⁺作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃ 氧化酸性FeCl₂ 废液得到FeCl₃，其离子方程式为ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O．
若酸性FeCl₂ 废液中c（Fe²⁺）=2.0×10^-2mol•L^-1，c（Fe³⁺）=1.0×10^-3mol•L^-1，
c（Cl^-）=5.3×10^-2mol•L^-1，则该溶液的pH约为2．
（3）通过控制条件，水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为：
 xFe³⁺+yH₂O?Fe_x（OH）_y^（3x-y）++yH⁺
欲使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁，可采用的方法是d（填字母代号）．
a．降温        b．加水稀释          c．加入NH₄Cl         d．加入NaHCO₃
请结合平衡移动原理解释采用这种方法的原因：加碳酸氢钠，H⁺+HCO₃^-═CO₂+H₂O使H⁺浓度降低，平衡正向移动，生成聚合氯化铁．
（4）84消毒液不能用于消毒钢铁（含Fe、C）制品，易发生电化学腐蚀，可使钢铁制品表面生成红褐色沉淀．
84消毒液的主要成分可用氯气与氢氧化钠溶液反应得到，其离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．若所得溶液pH＞12，则下列说法不合理的是c（填字母序号）．
a．84消毒液具有强氧化性
b.84消毒液中加醋酸可增强其漂白效果
c.84消毒液中离子浓度关系c（Na⁺）=c（ClO^-）+c（Cl^-）
d.84消毒液浸泡衣物，置于空气中漂白效果会更好．

Answer 1

分析 （1）钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子；
（2）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe²⁺的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3；根据电荷守恒：c（Cl^-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（H⁺）（酸性溶液中OH^-浓度很小，在这里可以忽略不计），据此溶液中氢离子的浓度，再根据pH=-lgc（H⁺）计算；
（3）控制条件使平衡正向移动，水解为吸热反应，所以降温平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动，但浓度降低；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，平衡正向移动；
（4）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；漂白液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，其中次氯酸钠有强氧化性，据此分析．

解答 解：（1）钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe²⁺的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3，配平后离子方程式为：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；
根据电荷守恒：c（Cl^-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（H⁺）（酸性溶液中OH^-浓度很小，在这里可以忽略不计），则c（H⁺）=c（Cl^-）-2c（Fe²⁺）-3c（Fe³⁺）=1.0×10^-2mol•L^-1，则溶液pH=-lg1.0×10^-2=2，
故答案为：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；2；
（3）控制条件使平衡正向移动，使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动，但平衡降低；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，故答案为：d；加碳酸氢钠，H⁺+HCO₃^-═CO₂+H₂O  使H⁺ 浓度降低，平衡正向移动，生成聚合氯化铁；
（4）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
漂白液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，其中主要成分为次氯酸钠．
a．84消毒液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，其中主要成分为次氯酸钠，具有强氧化性，故a正确；
b.84消毒液中加醋酸，可和次氯酸钠反应生成HClO，增强其漂白效果，故b正确；
c.84消毒液主要成分为氯化钠和次氯酸钠，根据电荷守恒可知离子浓度关系c（Na⁺）+c（H⁺）=c（ClO^-）+c（Cl^-）+c（OH^-），而溶液显碱性，故有
c（H⁺）＜c（OH^-），则c（Na⁺）＞c（ClO^-）+c（Cl^-），故c错误；
d.84消毒液浸泡衣物，置于空气中后，NaClO会和空气中的二氧化碳反应生成HClO，漂白效果会更好，故d正确．
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；c；

点评 本题考查氯气及其化合物的性质，涉及知识点较多，易错选项是（4）题C，注意漂白液显碱性，为易错点．