Question

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）流程中加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的___________(填“Fe3＋”“Fe2＋”或“Al3＋”)沉淀，则调节pH的范围是___________________.

（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11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为________。用NaNO2的缺点是产生NO污染,若用双氧水代替NaNO2发生反应的离子方程式是 。

（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NO3－。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

 

Answer 1

（1）Al3+ 4.4---7.5

（2）氧化剂 2mol Fe2++H2O2+2H+==Fe3++H2O

（3）2Fe（OH）2++2H2OFe2（OH）42-+2H+

（4）D

【解析】

试题分析：（1）根据题给流程分析，反应Ⅰ中稀硫酸与铁、氧化铝、氧化铁反应的生成物分别是硫酸亚铁和氢气、硫酸铝和水、硫酸铁和水；由于铁是过量的，所以生成的硫酸铁继续与铁反应生成硫酸亚铁，因此反应I溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Al3＋。所以加入NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的Al3＋沉淀；分析题给数据知，调节pH的范围是4.4---7.5；（2）反应II中要将亚铁离子氧化为铁离子，所以O2与NaNO2在反应中均作为氧化剂；标准状况下11.2L氧气的物质的量是0.5mol，1mol氧气在反应中得到4个电子，所以0.5mol氧气可以得到2mol电子。亚硝酸钠中氮元素的化合价是＋3价，其还原产物中氮元素的化合价是＋2价，得到1个电子，根据电子守恒可知，相当于是节省了2mol亚硝酸钠；用双氧水代替NaNO2发生反应的离子方程式是Fe2++H2O2+2H+==Fe3++H2O ；（3）[Fe(OH)]2＋离子可部分水解生成[Fe2(OH)4]2＋聚合离子，则根据电荷守恒可知一定还有氢离子生成，所以反应的离子方程式为2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋；（4）因为产品中含有Fe3+，检验所得产品中是否含有Fe2＋，可利用其还原性，应使用的试剂为酸性KMnO4溶液，选D。

考点：考查物质制备工艺流程的有关判断、氧化还原反应的应用与计算。