题目内容

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[Fe（OH）SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：
沉淀物 Fe（OH）₃ Fe（OH）₂ Al（OH）₃
开始沉淀 2.3 7.5 3.4
完全沉淀 3.2 9.7 4.4
回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH，使溶液中的（填“Fe³⁺”“Fe²⁺”或“Al³⁺”）沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是．
（2）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作．若参与反应的O₂有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为．
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）²⁺离子，可部分水解生成Fe₂（OH） $数学公式$ 聚合离子．该水解反应的离子方程式为．
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO $数学公式$ ．为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为（填字母）．
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO₄溶液．

解：（1）由题意可知，过量废铁屑溶于稀硫酸得FeSO₄、Al₂（SO₄）₃混合溶液，根据表中数据可知，向混合溶液中加入少量NaHCO₃，沉淀Al3+而不沉淀Fe²⁺，反应方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al（OH）₃，要避免生成应Fe（OH）₂沉淀，控制pH在4.4～7.5之间；工艺中搅拌作用是加快反应速率，
故答案为：Al³⁺加快反应沉淀，加快反应速率；
（2）反应Ⅱ是氧化亚铁离子便于铁离子沉淀分离，流程产物分析可知O₂与NaNO₂在反应中做氧化剂；n（O₂）= $\text{[math]}$ =0.5mol，则得到电子0.5mol×4=2mol，1molNaNO₂被还原生成NO，化合价由+3价降低到+2价，得到2mol电子，NaNO₂的物质的量为 2mol，
故答案为：氧化剂；2mol；
（3）[Fe（OH）]²⁺离子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O=[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺，
故答案为：2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O=[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺；
（4）A、氯水可以氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色变化不明显，不能检验亚铁离子，故A不符合；
B、KSCN溶液和亚铁离子不反应，无现象发生，故B不符合；
C、NaOH溶液加入和铁离子反应生成红褐色沉淀不能检验是否存在亚铁离子，故C不符合；
D、酸性KMnO₄溶液氧化亚铁离子高锰酸钾溶液褪色，故D符合；
故选D．
分析：（1）要制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，根据沉淀的pH选择；
（2）依据流程分析判断，反应Ⅱ是氧化亚铁离子便于铁离子沉淀分离，流程产物分析可知O₂与NaNO₂在反应中做氧化剂；依据电子守恒计算；
（3）根据反应物和生成物判断离子方程式；Fe（OH）²⁺水解显酸性，据电荷守恒可写出该反应的离子方程式；
（4）A、氯水可以氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色变化不明显，不能检验亚铁离子；
B、KSCN溶液和亚铁离子不反应，无现象发生；
C、NaOH溶液加入和铁离子反应生成红褐色沉淀不能检验是否存在亚铁离子；
D、在含有Fe³⁺的溶液中检验Fe²⁺，应选用酸性KMnO₄溶液，因现象明显，酸性KMnO₄溶液氧化亚铁离子高锰酸钾溶液褪色．
点评：本题考查制备原理的设计，题目难度中等，注意根据物质的性质和题给信息判断可能发生的反应，方程式的书写为解答该题的难点，也是易错点，注意体会书写方法．

练习册系列答案

FeO₄^2-有强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe³⁺，Fe³⁺发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，达到净水的目的

．
（2）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下：

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	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式

Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑

．
②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为

4.4～7.5

．
③在实际生产中，反应II常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（标准状况），则相当于节约NaNO₂的质量为

g．
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]²⁺离子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合离子．该水解反应的离子方程式为

2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O

[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺

2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O

[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺

．
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料．已知磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO₄+Li

△

LiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺．试写出该电池充电时的阳极反应式

LiFePO₄-e^-═FePO₄+Li⁺

．

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[Fe（OH）SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Al（OH）₃
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH，使溶液中的

（填“Fe³⁺”“Fe²⁺”或“Al³⁺”）沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是

．
（2）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作

．若参与反应的O₂有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为

．
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）²⁺离子，可部分水解生成Fe₂（OH）

聚合离子．该水解反应的离子方程式为

．
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO

．为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为

（填字母）．
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO₄溶液．

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[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：

（1）加入过量废铁屑的目的是????????????????????????? 。

（2）加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的________（选填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3＋”）沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是???????????????????????? 。

（3）反应Ⅱ的离子方程式为????????????????????????? 。在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作????????? 。若参与反应的O2有11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为??????????????? 。

（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2＋离子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为????????????????????????????????????????????????? 。

（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2＋及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2＋，应使用的试剂为??????? 。

A．氯水??? ? B．KSCN溶液??? ? C．NaOH溶液??? ? D．酸性KMnO4溶液

（6）将11.9 g Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L（标准状况下）NO，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀质量为??????? 。

A．22.1 g?????? B．27.2 g???????? C．30 g?????????? D．无法确定

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．研究铁及其化合物的应用意义重大．

I．水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关．

（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na₂FeO₄）改善水质．简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理　　．

（2）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下：

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	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：

①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式　　．

②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为　　．

③在实际生产中，反应II常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（标准状况），则相当于节约NaNO₂的质量为　　g．

④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]²⁺离子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合离子．该水解反应的离子方程式为　　．

II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料．已知磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO₄+LiLiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺．试写出该电池充电时的阳极反应式　　．

（12分）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下：

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	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：

(1)工业上常用一定浓度的纯碱溶液清洗铁屑，目的是。

(2)加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液的pH至 a，a的范围是。

(3)已知室温下，Al(OH)₃的Ksp=1.3×10^-33，当pH=5时，溶液中c(Al³⁺)=

(4)在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若参与反应的O₂有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为；O₂参与反应的离子方程式为

(5)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)²⁺离子，可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺聚合离子。该水解反应的离子方程式为。

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