题目内容

聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下:

(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有______。

a.容量瓶

b.烧杯

c.烧瓶

(2)步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是_____。

a.控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比

b.确定下一步还原所需铁的量

c.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量

d.确保铁的氧化物酸溶完全

(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下:

6FeSO4+NaClO3+3H2SO4====3Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O

若改用HNO3氧化,则反应方程式如下:

6FeSO4+2HNO3+3H2SO4====3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O

已知1 mol HNO3价格0.16元、1 mol NaClO3价格0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊。利是_________________________,弊是______________________________。

聚合硫酸铁溶液中与Fe3+物质的量之比不是3∶2。根据下列供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中与Fe3+物质的量之比。

(4)测定时所需的试剂___________。

a.NaOH       b.FeSO4           c.BaCl2             d.NaClO3

(5)需要测定___________________和___________________的质量。(填写化合物的化学式)

(6)选出测定过程中所需的基本操作_________________________(按操作先后顺序列出)。

a.萃取、分液

b.过滤、洗涤

c.蒸发、结晶

d.冷却、称量

e.烘干或灼烧

(1)b 

(2)bc 

(3)氧化相同量Fe2+,所用原料成本较低  产生的气体对大气有污染 

(4)ac 

(5)Fe2O3  BaSO4 

(6)bed

解析:本题综合考查铁及其化合物的性质,一定质量分数溶液的配制及化学实验基本操作等内容。(1)根据配制一定质量分数溶液的配制步骤,可知所需玻璃仪器除量筒外,还需要烧杯。(2)铁的氧化物溶于H2SO4时可得含Fe2+、Fe3+的溶液,而为抑制Fe3+水解,原料中Fe3+必须还原为Fe2+,为确定下一步铁的用量必须测定Fe3+含量,而再用NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+时,NaClO3的用量取决于Fe2+的总量,故选b、c。(3)由所给反应知氧化6 mol FeSO4需HNO3 2 mol价格为0?32元,需NaClO3 1 mol价格为0?45元,故用HNO3代替NaClO3的利在于原料成本降低,而弊则是产生的NO会污染环境。(4)—(6)要测定与Fe3+的物质的量之比,只需分别测定一定量的溶液中的物质的量和Fe3+的物质的量即可,故所选用的试剂为BaCl2和NaOH,通过过滤、洗涤、烘干、灼烧、冷却称量可得m(BaSO4)和m(Fe2O3),进而计算得出答案。


练习册系列答案
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聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理.现用一定质量的铁的氧化物(如下图)为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+.实验步骤如下:

(1)实验室用18.4mol?L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol?L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种带有刻度的移液管)外,还需
250mL容量瓶、胶头滴管
250mL容量瓶、胶头滴管
.
(2)步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是
BC
BC
.
A.控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比       B.确定下一步还原所需铁的量
C.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量      D.确保铁的氧化物酸溶完全
(3)写出步骤Ⅳ中用NaClO3氧化时的离子方程式
6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(提示:ClO3-转化为Cl-);
已知1mol HNO3的价格为0.16元,1mol NaClO3的价格为0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作为氧化剂的利弊,利是
原料成本较低
原料成本较低
,弊是
产生气体对大气有污染
产生气体对大气有污染
.
(4)为了分析产品聚合硫酸铁溶液中SO42-与Fe3+物质的量之比,有人设计了以下操作:
(a)取25mL聚合硫酸铁溶液,加入足量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,白色沉淀经过过滤、洗涤、干燥后,称重,其质量为m g.
(b)另取25mL聚合硫酸铁溶液,加足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成250mL溶液,取该溶液25.00mL,用KMnO4酸性溶液滴定,到达终点时用去0.1000mol/L KMnO4标准溶液VmL.反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
回答下列问题:
①判断(a)步骤溶液中SO42-离子已沉淀完全的方法是
取上层清夜,滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生,则溶液中SO42-已沉淀完全
取上层清夜,滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生,则溶液中SO42-已沉淀完全
;
②在(b)步骤中判断达到终点的现象是
溶液由浅蓝色变为浅紫红色,且半分钟内不变色
溶液由浅蓝色变为浅紫红色,且半分钟内不变色
;
③聚合硫酸铁中SO42-与Fe3+的物质的量之比为
m
233
=
V
200
m
233
=
V
200
(用含m、V的代数式表示).
聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理.用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原成Fe2+.实验步骤如下:
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(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有
 
.
A.容量瓶;B.烧杯;C.烧瓶
(2)步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是
 
.
A.控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比;    B.确定下一步还原所需铁的量
C.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量;    D.确保铁的氧化物酸溶完全
(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下:
6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O
若改用硝酸氧化,则反应方程式如下:
6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O
已知1mol HNO3价格0.16元、1mol NaClO3价格0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊.利是
 
,弊是
 
.
聚合硫酸铁溶液中SO42-与Fe3+物质的量之比不是3:2.根据下列供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42-与Fe3+物质的量之比.
(4)测定时所需的试剂
 
.
A.NaOH; B.FeSO4 ;C.BaCl2 ;D.NaClO3
(5)需要测定
 
和
 
的质量(填写化合物的化学式).
(6)选出测定过程中所需的基本操作
 
(按操作先后顺序列出).
A.萃取、分液          B.过滤、洗涤
C.蒸发、结品          D.冷却、称量       E.烘干或灼烧.

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