题目内容
4．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 |
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH在4.4-7.5范围内，使溶液中的杂质离子沉淀．该工艺中“搅拌”的作用是增大接触面积、加快反应速率．
（2）反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+，发生反应的离子方程式为2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+离子，Fe（OH）2+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2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+．
（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NO3-．为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为D
A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液．
分析 废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反应I中加入NaHCO3并搅拌，调节溶液的pH，发生反应Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以滤渣中成分是Al（OH）3，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性条件下，NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁．
（1）根据氢氧化物沉淀需要的pH知，在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al（OH）3沉淀，而亚铁离子不能生成沉淀，搅拌加快溶解速率；
（2）酸性条件下，亚硝酸钠具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原生成NO，所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+；
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+离子，Fe（OH）2+可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合离子；
（4）亚铁离子具有还原性，能被强氧化剂氧化生成铁离子，反应过程中颜色变化明显的效果最佳．
解答 解：废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反应I中加入NaHCO3并搅拌，调节溶液的pH，发生反应Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以滤渣中成分是Al（OH）3，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性条件下，NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁，
（1）根据氢氧化物沉淀需要的pH知，在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al（OH）3沉淀，而亚铁离子不能生成沉淀，所以条件溶液的pH范围为4.4-7.5之间，使溶液中的杂质离子沉淀．该工艺中“搅拌”的作用是增大接触面积、加快反应速率，
故答案为：4.4-7.5；增大接触面积、加快反应速率；
（2）酸性条件下，亚硝酸钠具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原生成NO，所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+，发生反应的离子方程式为 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O，
故答案为：2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O；
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+离子，Fe（OH）2+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 2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+，
故答案为：2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+；
（4）亚铁离子具有还原性，能被强氧化剂氧化生成铁离子，反应过程中颜色变化明显的效果最佳，
A．溴水为橙红色，溴将亚铁离子氧化为铁离子，溶液呈黄色，颜色变化不明显，故A不选；
B．KSCN溶液和亚铁离子不反应，没有颜色变化，故B不选；
C．NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀，铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀，掩盖氢氧化亚铁颜色，故C不选；
D．酸性KMnO4溶液呈紫色，亚铁离子能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，现象明显，故D选；
故答案为：D．
点评 本题考查物质的分离和提纯，侧重考查学生获取信息及利用信息能力、分析能力、实验操作能力，注意题给信息的灵活运用，知道常见离子的检验方法及现象，题目难度中等．
名校课堂系列答案
| 步骤 | 操作 | 现象 |
| （1） | 向溶液中滴加稀盐酸 | 有刺激性气味气体产生 |
| （2） | 向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置 | CCl4层呈橙色 |
| （3） | 向（2）所得的水溶液中加入Ba（NO3）2和稀HNO3 | 有白色沉淀产生 |
| （4） | 过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3 | 有白色沉淀产生 |
| A． | Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂 | |
| B． | 若2molNa2O2完全反应，则反应中共转移了4mol电子 | |
| C． | 还原剂与氧化剂的质量比是1：1 | |
| D． | Na2O2中阳离子与阴离子的个数比为1：1 |
①向盐酸中加入等浓度等体积的氢氧化钠溶液后，导电能力基本不变．
②“钡餐”中使用的硫酸钡是弱电解质
③镀锡铁镀层破损后，铁不容易被腐蚀
④用电解原理精炼铜时，粗铜做阳极，电解前后电解质溶液的浓度不发生改变．
⑤FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，等同条件下，二者对H2O2分解速率的改变相同
⑥用10mL 1mol•L-1的盐酸与过量的锌粉反应制H2，若加入适量的NaNO3溶液，既能减慢反应速率又不影响氢气的生成量．
| A． | ①②③④⑤⑥ | B． | ①②③④⑤ | C． | ②③④⑤⑥ | D． | ①②④⑥ |
| 化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
| 电离平衡常数 | 1.7×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
（2）体积为10mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程pH变化如图1：则HX的电离平衡常数大于（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的平衡常数．
（3）H+浓度相同等体积的两份溶液A（盐酸）和B（CH3COOH）分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是③④⑤ （填写序号）．
①反应所需要的时间B＞A ②开始反应时的速率A＞B
③参加反应的锌的物质的量A=B ④反应过程的平均速率B＞A
⑤A 中有锌剩余 ⑥B中有锌剩余
（4）室温时，向100mL 0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液，得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示：试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是a；在b点，溶液
中各离子浓度由大到小的排列顺序是c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）．
| A． | 相同温度下溶解度比碳酸钠要大 | |
| B． | 热稳定性比碳酸钠要差 | |
| C． | 只能和酸反应不能和碱反应 | |
| D． | 和酸反应放出等量的二氧化碳，所消耗的酸比碳酸钠多 |
| A． | 给试管内液体加热时，液体体积不应超过试管容积的$\frac{1}{3}$ | |
| B． | 过滤、蒸发操作过程中都需要用玻璃棒不断搅拌液体 | |
| C． | 测定某溶液的pH将干燥试纸浸入到待测溶液，过一会儿取出，与标准比色卡比较 | |
| D． | 用容量瓶配置一定物质的量浓度溶液时，容量瓶必须干燥 |