Question

2．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．FeCl₃ 溶液腐蚀钢铁设备的主要原因是（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．
①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c（H⁺）约为1.0×10^-2mol•L^-1．
②完成NaClO₃ 氧化FeCl₂ 的离子方程式：1ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=1Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃能水解生成胶体，胶体能吸附水中的悬浮物；FeCl₃与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜；
（2）①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；
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，结合电荷守恒、质量守恒配平．

解答 解：（1）FeCl₃在水中水解产生氢氧化铁胶体，胶体能吸附水中的悬浮物，所以FeCl₃ 能净水；FeCl₃与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，其反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
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；2 Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺；
（2）①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，
故答案为：1.0×10^-2mol•L^-1；
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，
故答案为：1； 6； 6H⁺；1；6；3H₂O．

点评 本题综合考查铁的化合物性质的应用，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目涉及氧化还原反应方程式的配平、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．