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.
| A. | IBr的电子式为 | |
| B. | HClO的结构式为H-O-Cl | |
| C. | HIO各原子都满足8电子结构 | |
| D. | 共价化合物内部可能有极性键和非极性键 |
| A. | 甲一定是烷烃 | |
| B. | 乙的物质的量为0.05mol | |
| C. | 符合条件的乙的可能结构有3种(包含顺反异构) | |
| D. | 甲的质量为2.4g |
| A. | 溶液的pH增大 | B. | 锌片的质量减轻 | ||
| C. | 溶液中的SO42-浓度增大 | D. | 溶液的密度增大 |
| A. | 中和滴定实验中,如用于装标准液的滴定管洗净、干燥后,未经润洗,测定结果偏高 | |
| B. | 实验室从海带提取单质碘的方法是:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取 | |
| C. | 纸层析实验中若选择水做固定相,有机溶剂做流动相,则亲水性强的成分在流动相中分配的少一些,在毛细现象作用下,随流动相移动的速度快一些 | |
| D. | 检验新鲜鸡血中的铁元素时,可在鸡血中加入稀硝酸并加热搅拌蒸干得到固体粉末,取少许粉末加入亚铁氰化钾稀溶液,可得蓝色溶液 |
| A. | n=$\frac{{M}_{2}-2{M}_{1}}{58}$ | B. | n=$\frac{{M}_{2}-{M}_{1}}{29}$ | C. | n=$\frac{2{M}_{2}-{M}_{1}}{58}$ | D. | n=$\frac{{M}_{2}-{M}_{1}}{58}$ |