Question

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荡出血．工

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荡出血．工业上利用废铁屑（含少量铝）生产碱式硫酸铁的工艺流 程如下：请回答下列问题：（1）碱式硫酸铁能够净水的原因是______．沉淀物Fe（OH）2Fe（OH）3Al（OH）3开始沉淀时的pH7.01.93.4沉淀完全时的pH9.03.24.7（2）已知，常温下部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的PH如右表．假设沉淀完全时溶解时溶液中金属离子的浓度为1.0×10-5mol/L，估算．Ksp[Fe（OH）2]=______生产碱式硫酸铁的过程中，加入少量NaHCO3调溶液pH=6的目的是______．（3）反应II的离子方程式是______，在实际生产中，常同时通入O2以减少反应II中NaNO2的用量．若实际生产中需要节约1.38t的NaNO2用量，则应通入标准 状况下的02______m3（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-某同学根据提供的试剂设计实验检验所得产品中不含 Fe2+，含有SO2-4可供选择的试剂如下：A．新制氯水B．0.1mol/LKSCN 溶液C.10%NaOH 溶液D.20% HNO3 溶液 E.0.05mol/L 酸性 KMnO4 溶液 F.0.1mol/L BaCl2 溶液请你帮助该同学完成实验，将相关项目填入下表：实验操作现象结论取适量产品于洁净烧杯中，加入适量蒸馏得黄棕色溶液______水，充分搅拌，静置，滤去沉淀．__________________溶液中不含Fe2+____________溶液中含有SO42-

Answer 1

（1）碱式硫酸铁能够净水的原因是，碱式硫酸铁在溶液中铁离子水解生成了具有较强吸附能量的氢氧化铁胶体，吸附悬浮在水中杂质的起到净水作用；
故答案为：能水解生成具有吸附能力较强的胶体；
（2）沉淀完全时溶解时溶液中金属离子的浓度为1.0×10^-5mol/L，氢氧化亚铁完全沉淀的PH=9，c（H⁺）=10^-9mol/L，c（OH^-）=10^-5mol/L，依据溶度积常数计算方法得到Ksp=c（Fe²⁺）c²（OH^-）=1.0×10^-5mol/L×（10^-5mol/L）²=1×10^-15（mol/L）³；加入少量NaHCO₃调溶液pH=6的目的是把溶液中的铝离子全部沉淀；
故答案为：1×10^-15（mol/L）³；调节溶液PH促进Al³⁺水解转化为沉淀除去；
（3）分析反应Ⅱ是亚硝酸钠在酸溶液中氧化亚铁离子为铁离子，依据氧化还原反应电子守恒和电荷守恒，原子守恒写出的离子方程式为：Fe²⁺+2H⁺+NO₂^-=Fe³⁺+NO↑+H₂O；在实际生产中，常同时通入O₂以减少反应II中NaNO₂的用量．若实际生产中需要节约1.38t的NaNO₂用量，物质的量=

1.38t

69g/mol

=2×10⁴mol，转移电子2×10⁴mol，依据电子守恒计算：
4NaNO₂～4NO～4e^-～O₂～4e-
4                 1
2×10⁴mol        n（O₂）
 n（O₂）=5×10³mol
V（O₂）=5×10³mol×22.4mol/L=1.12×10⁵L=112m³；
则应通入标准 状况下的0₂ 的体积为112m³；
故答案为：Fe²⁺+2H⁺+NO₂^-=Fe³⁺+NO↑+H₂O；112；
（4）根据提供的试剂设计实验检验所得产品中不含 Fe²⁺，含有SO₄^2-，实验证明不含有亚铁离子需要选择高锰酸钾溶液褪色与否进行实验验证，证明含有硫酸根离子的实验是依据硫酸根离子检验方法选择试剂检验，具体步骤为：取适量产品于洁净烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌，静置，滤去沉淀，得黄棕色溶液，取少量溶液于试管中，滴加0.05mol/l的酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色证明溶液中不含Fe²⁺，取少量溶液于试管中，滴加0.1mol/L的BaCl₂ 溶液，再加入20% HNO₃ 溶液，白色沉淀，溶液中含有SO₄^2-；
故答案为：取少量溶液于试管中，滴加0.05mol/l的酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色证明溶液中不含Fe²⁺，取少量溶液于试管中，滴加0.1mol/L的BaCl₂ 溶液，再加入20% HNO₃ 溶液，白色沉淀，溶液中含有SO₄^2-；