Question

【題目】Ⅰ.高效凈水劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)的組成可表示為[AlFe(OH)nCl6﹣n]m，該物質廣泛應用于日常生活用水和工業廢水的處理。該物質可溶于鹽酸產生相應的金屬陽離子。為檢測PAFC中鋁和鐵元素的含量，采用如圖所示流程進行：

回答下列問題：

⑴PAFC中鐵元素的化合價為_____，如何檢驗該元素的存在___________________

⑵步驟I中的試劑A是_______________(從“氫氧化鈉溶液”、“氨水”中選擇)步驟Ⅲ中的試劑B是_____________，離子方程式是__________

⑶步驟Ⅱ的操作是______________________

Ⅱ. ⑴甲同學用氫氧化鈉溶液和氯化亞鐵溶液制備氫氧化亞鐵沉淀，該同學將氫氧化鈉溶液加入氯化亞鐵溶液中，觀察到的現象是____________，反應過程中發生反應的化學方程式是_________。乙同學通過如下改進制備氫氧化亞鐵：

實驗提供的試劑：鐵屑、3mol/L硫酸溶液、NaOH溶液。請回答下列問題：

⑵①分液漏斗中盛裝的試劑是______________溶液 (從“H2SO4”和“NaOH”中選擇)。

②實驗開始時應將止水夾E___________ (從“打開”和“關閉”中選擇)。

Answer 1

【答案】+3價 加入KSCN，變血紅色 氫氧化鈉溶液 二氧化碳 AlO2－ + CO2 + H2O = Al(OH)3↓ + HCO3－ 過濾 有紅褐色沉淀生成 4FeCl2 + O2 +2H2O +8NaOH = 4Fe(OH)3↓+8NaCl H2SO4 打開

【解析】

Ⅰ. [AlFe(OH)nCl6﹣n]m先在NaOH溶液中反應生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過濾，沉淀灼燒得到氧化鐵，濾液中通入足量二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉溶液，過濾，沉淀進行灼燒得到氧化鋁。

Ⅱ.氯化亞鐵溶液中直接滴入氫氧化鈉溶液會引入空氣中氧氣，不能得到氫氧化亞鐵沉淀，因此利用鐵和稀硫酸反應生成氫氣，氫氣排除裝置內空氣，再將硫酸亞鐵壓入到B中氫氧化鈉溶液中生成硫酸亞鐵。

⑴PAFC中Cl為1價，H為+1價，O為2價，根據化合價代數和為0 ，得到鐵元素的化合價為+3價，加入KSCN溶液檢驗，變為血紅色；故答案為：+3價；加入KSCN，變血紅色。

⑵根據后面生成氫氧化鐵和溶液，即鋁存在溶液中，因此步驟I中的試劑A是氫氧化鈉溶液，鋁以偏鋁酸鈉存在，步驟Ⅲ中的試劑B是二氧化碳，離子方程式是AlO2－ + CO2 + H2O = Al(OH)3↓ + HCO3－；故答案為：氫氧化鈉溶液；二氧化碳；AlO2－ + CO2 + H2O = Al(OH)3↓ + HCO3－。

⑶將溶液和沉淀分離，因此步驟Ⅱ的操作是過濾；故答案為：過濾。

Ⅱ. ⑴該同學將氫氧化鈉溶液加入氯化亞鐵溶液中，由于亞鐵離子易被氧化，因此觀察到的現象是有紅褐色的沉淀生成，反應過程中發生反應的化學方程式是4FeCl2 + O2 +2H2O +8NaOH = 4Fe(OH)3↓+8NaCl；故答案為：有紅褐色沉淀生成；4FeCl2 + O2 +2H2O +8NaOH = 4Fe(OH)3↓+8NaCl。

⑵①利用鐵與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，生成的氫氣排除裝置內的空氣，再關閉活塞，將硫酸亞鐵壓入到氫氧化鈉溶液中，因此分液漏斗中盛裝的試劑是H2SO4；故答案為：H2SO4。

②利用生成的氫氣先排除裝置內空氣，因此實驗開始時應將止水夾E打開；故答案為：打開。