题目内容

6.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净水的原理是Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质
Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+.
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3. 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)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O?Fe(OH)2++H+           K1
Fe(OH)2++H2O?Fe(OH)2++H+    K2
Fe(OH)2++H2O?Fe(OH)3+H+     K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是K1>K2>K3.
(4)通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:xFe3++yH2O?Fex(OH)y(3x-y)++yH +
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)bd.
a.降温      b.加水稀释      c.加入NH4Cl    d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是调节溶液的pH.

分析 (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;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子;
(2)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)铁离子的水解分为三步,FeCl3在溶液中分三步水解:铁离子逐个结合水电离出的氢氧根离子,促进水电离平衡正向进行,平衡常数表达式中固体和纯液体不写入;第一步水解显示酸性会抑制第二步水解.水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小;
(4)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;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;
从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH.

解答 解:(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,反应的离子方程式为:Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+,
故答案为:Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+;
(2)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:2;
(3)一步水解显酸性,水解生成的氢离子会抑制第二步水解,第二步抑制第三步,K1、K2和K3大小关系是K1>K2>K3,
故答案为:K1>K2>K3;
(4)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;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,故选bd;
从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH,
故答案为:bd;调节溶液的pH.

点评 本题考查铁的化合物性质的应用、胶体性质分析、弱电解质电离平衡常数大小、平衡移动影响因素等,需要学生具备扎实的基础与灵活运用难度,难度中等.

练习册系列答案
相关题目
16.稳定的ClO2易溶于水,熔点为一59.5℃,沸点为11℃,能在碱性条件下与H2O2反应,生成ClO2.它是国际公认的新一代高效、广谱、安全杀菌保鲜剂.但液态二氧化氯不稳定,易爆炸,在生产、包装、运输方面不便.固载二氧化氯是用化学方法固化在载体上,使用时再释放出来.工业上NaClO2是制备稳定型固载ClO2的主要原料,采用H2O2、NaClO3和NaOH等制备NaClO2的工艺装置如图:
(1)反应器发生的化学反应方程式为2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2+O2↑+Na2SO4+2H2O
(2)装置3的名称为B
A.离心机  B.冷凝器  C.安全器  D.电热器
(3)吸收瓶中发生的化学方程式为:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,为什么恒温槽要选择低温:温度过高,过氧化氢会分解,还可以选择什么条件促进吸收:增大氢氧化钠的浓度
(4)装置5的作用是:缓冲,防止吸收液直接进入真空泵
(5)工业上可用如下方法对NaClO2纯度进行测定:
a称量约mg亚氯酸钠,配成500.00mL溶液
b.量取25.00mL试液,置于预先加有碘化钾溶液的碘量瓶中,并加入人适量稀硫酸溶液,摇匀,并于暗处放置10min
c.加100mL水,加人淀粉指示液,用浓度为c mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液蓝色消失即为终点,记下消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积为v mL,同时做空白试验,记下消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积为V0mL.滴定发生的方程式:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6 4I-+ClO2-+4H+=2I2+Cl-+3H2O
利用上述数据写出NaClO2质量分数的计算式(不用化简)$\frac{(V-V0)×C×\frac{90.5}{4}×10{\;}^{-3}}{m×\frac{25}{500}}$×100%
(6)工业上可用RS(kesting法,原理为:2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2↑+2NaCl+2H2O)制ClO2,相比R5法,过氧化氢法有什么优点对环境污染小.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网