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【题目】碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用做净水剂、媒染剂等。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的部分工艺如下:

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)反应Ⅰ中氧化还原反应的离子方程式__________________ 、 __________________。

(2)反应Ⅱ中加入NaHCO3调节体系的pH在_____________范围内。

(3)反应Ⅲ中生成的气体遇空气变红棕色,该反应的离子方程式是_________________。

(4)若反应Ⅲ中通入O2可减少NaNO2的用量,当消耗1molO2可节约n(NaNO2)=____mol。

(5)碱式硫酸铁溶于水后生成的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____________________________

【答案】 Fe +H+ =Fe2+ + H2 ↑ Fe +2 Fe3+=3Fe2+ 4.4≤pH<7.5 Fe2+ + NO2- +2H+ =Fe3++ NO ↑+H2O 4 2Fe(OH)2+ + 2H2OFe2(OH)42+ + 2H+

【解析】本题考查化学工艺流程,(1)废铁屑中含有Fe、Fe2O3、Al2O3,反应I中加入稀硫酸,发生Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,属于氧化还原反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;加入碳酸氢钠的目的是除去杂质Al3+,因此pH调节范围是4.4≤pH<7.5;(3)生成的气体遇空气变红棕色,说明生成的气体为NO,亚硝酸钠作氧化剂,把Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原为NO,离子反应方程式为:Fe2+ + NO2- +2H+ =Fe3++ NO ↑+H2O;(4)1molO2参与反应,得到4mol电子,得到4mol电子,需要消耗NaNO2的物质的量为4/1mol=4mol;(5)根据信息,得出:2Fe(OH)2+ + 2H2O Fe2(OH)42+ + 2H+。

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