题目内容
【题目】某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应堆起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25°C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验。请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验序号 | 初始pH | 废水样品体积/mL | 草酸溶液体积/mL | 蒸馏水体积/mL |
① | 4.0 | 60.0 | 10.0 | 30.0 |
② | 5.0 | 60.0 | 10.0 | 30.0 |
③ | 5.0 | 60.0 | ______ | ______ |
测得实验①和②溶液中Cr2O72-的浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应的离子方程式为_______。
（3）对比实验①和②的结果可得出结论______。实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3+)=_____(用代数式表示)。
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如了下假设，请你完成假设二：
假设一：Fe2+起催化作用；
假设二：___________；
······
【答案】20 20 3H2C2O4+Cr2O72-+8H+＝2Cr3++7H2O+6CO2↑ 溶液pH对该反应的速率有影响 2(c0-c1)/t1 Al3+起催化作用
【解析】
（1）根据实验目的不同的初始pH和不同浓度草酸溶液用量，做对比实验，且总体积不变；
（2）根据题目信息，草酸与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Cr3+、二氧化碳和水；
（3）根据图像信息，不同pH值下Cr2O72-的反应速率不同；根据v=c/t计算；
（4）根据铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]的成分进行假设。
（1）实验目的不同的初始pH和不同浓度草酸溶液用量，做对比实验，①、②对比相同草酸浓度、不同pH下草酸的反应速率，则②、③对比相同pH、不同草酸浓度下草酸的反应速率，为不使体积改变导致浓度变化，则总体的和为100mL，草酸的体积为20.0mL，蒸馏水的体积为20.0mL；
（2）根据题目信息，草酸与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Cr3+、二氧化碳和水，则离子反应式为3H2C2O4+Cr2O72-+8H+＝2Cr3++7H2O+6CO2↑；
（3）根据图像信息，实验①和②为不同pH值下Cr2O72-的反应速率的图像，pH值越小反应速率越快；反应时间为t1时，Cr2O72-反应的物质的量浓度为(c0-c1)mol/L，根据反应的方程式，则Cr3+生成的物质的量浓度为2（c0-c1）mol/L，v(Cr3+)=2（c0-c1）/t1mol·（Lmin）－1；
（4）已知铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]在反应中起催化作用，其成分为Al3+、Fe2+、SO42-，假设一为Fe2+起催化作用，则假设二可能为Al3+起催化作用，若原溶液中无SO42-，则假设三为SO42-起催化作用。
【题目】碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.0 | 5.9 | 3.7 |
完全沉淀 | 3.5 | 8.4 | 4.7 |
请回答下列问题：
(1)该工艺中“搅拌”的作用是__，写出反应I中发生氧化还原反应的离子方程式__。
(2) “滤渣”的主要成分是__（填化学式），加入适量NaHCO3的目的是调节pH在__范围内。
(3)反应Ⅱ中加入NaNO2的离子方程式为__，在实际生产中，可以同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有5.6L（标况），则理论上相当于节约NaNO2（Mr=69）用量__g。
(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解为Fe2(OH)
聚合离子，该水解反应的离子方程式为__。
(5)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：取25.00mL溶液，稀释到250mL，准确量取20.00mL于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH<2，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.01000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。已知：2Fe3++2I-==2Fe2++I2、2
+I2==2I-+
则溶液中铁元素的总含量为__g·L-1。
