Question

聚合硫酸铁（PAFC）简称聚铁，是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂，其化学式为[Fe2（OH）n（SO4）（3-

聚合硫酸铁（PAFC）简称聚铁，是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂，其化学式为[Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）]m（n＞2，m≤10）．实验室利用硫酸亚铁制取聚铁的主要流程如下：（1）写出加入H2O2发生反应的离子方程式：______（2）在上述流程中加入浓硫酸将溶液pH调到0.5～1的作用是①______；②______．（3）由FeSO4生成聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）（3-0.5n）]m的化学方程式为______．（4）测定聚铁中含铁量的方法为：把聚铁溶于过量酸中，先用过量SnCl2将Fe3+还原成 Fe2+，再加入HgCl2溶液，然后用标准的K2Cr2O7溶液（先加入几滴试亚铁灵指示剂）滴定溶液中的Fe2+．此过程发生的部分反应为：Sn2++2Hg2++8Cl-═Hg2Cl2↓+SnCl62-，Cr2O72-+14H++6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O ①写出过量的SnCl2和Fe3+反应生成 Fe2+和SnCl62-的离子方程式______；②用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是______；③若称取聚铁质量为10.00g配成100.0mL溶液，取出20.00mL，经上述方法处理后，再用0.1000mol?L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定，达到终点时，消耗标准溶液12.80mL，则聚铁中铁元素的质量分数为______%．

Answer 1

（1）硫酸亚铁溶液中加入双氧水后，亚铁离子被双氧水氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）根据制取流程可知，下一步需要加入双氧水氧化亚铁离子，双氧水在酸性条件下氧化性增强，所以加入浓硫酸后可以提高双氧水的氧化能力；亚铁离子在溶液中容易发生水解，加入浓硫酸增大溶液中氢离子，可以抑制Fe²⁺水解，
故答案为：抑制Fe²⁺水解；提高H₂O₂的氧化能力（或促进Fe²⁺被氧化）；
（3）由FeSO₄生成聚合硫酸铁[Fe₂（OH）_n（SO₄）_（3-0.5n）]_m，反应物为：FeSO₄、H₂O₂、H₂SO₄，生成物为：[Fe₂（OH）_n（SO₄）_（3-0.5n）]_m，亚铁离子化合价从+2升高1价变为+3价铁离子，由于产物[Fe₂（OH）_n（SO₄）_（3-0.5n）]_m中含有m个铁离子，则化合价至少升高m价，双氧水中O元素从-1价较低为-2价，化合价降低1价，双氧水中含有2个O原子，至少降低2价，所以化合价变化的最小公倍数为2m，硫酸亚铁的系数为2，双氧水的系数为m，然后根据质量守恒定律配平，配平后的方程式为：2mFeSO₄+mH₂O₂+（1-0.5n）mH₂SO₄=[Fe₂（OH）n（SO₄）_（3-0.5n）]_m+（2-n）mH₂O，
故答案为：2mFeSO₄+mH₂O₂+（1-0.5n）mH₂SO₄=[Fe₂（OH）n（SO₄）_（3-0.5n）]_m+（2-n）mH₂O；
（4）①过量的SnCl₂和Fe³⁺反应生成Fe²⁺和SnCl₆^2-，铁离子化合价从+3变为+2，化合价降低1价；SnCl₂中Sn元素化合价从+2变为SnCl₆^2-中的+4，化合价升高2价，则化合价变化的最小公倍数为2，所以铁离子的系数为2，Sn²⁺的系数为1，配平后的反应方程式为：Sn²⁺+2Fe³⁺+6Cl^-=2Fe²⁺+SnCl₆^2-，
故答案为：Sn²⁺+2Fe³⁺+6Cl^-=2Fe²⁺+SnCl₆^2-；
②Sn²⁺能够被Cr₂O₇^2-氧化，所以为防止滴定过程中由于Sn²⁺同时还原Cr₂O₇^2-而造成较大的实验误差，需要用HgCl₂除去过量的SnCl₂，
故答案为：防止滴定过程中由于Sn²⁺同时还原Cr₂O₇^2-而造成较大的实验误差；
③氧化还原反应中化合价升降相等，亚铁被氧化成铁离子，转移1个电子，Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，转移6个电子，根据电子守恒可得：
      6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，
      6mol  1mol
       n   0.1000mol/L×0.0128L
         
则：n=

6mol×0.1000mol/L×0.0128L

1mol

=0.00768mol，
故聚铁中铁的质量分数为：

0.00768mol× 100mL 20mL ×56g/mol

10.00g

×100%=21.5%，
故答案为：21.5．