Question

工業上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

 

回答下列問題：

（1）加入過量廢鐵屑的目的是????????????????????????? 。

（2）加入少量NaHCO3的目的是調節pH，使溶液中的________（選填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3＋”）沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是???????????????????????? 。

（3）反應Ⅱ的離子方程式為????????????????????????? 。在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應中均作????????? 。若參與反應的O2有11.2 L（標準狀況），則相當于節約NaNO2的物質的量為??????????????? 。

（4）堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe(OH)2＋離子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子。該水解反應的離子方程式為????????????????????????????????????????????????? 。

（5）在醫藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據我國質量標準，產品中不得含有Fe2＋及NO3-。為檢驗所得產品中是否含有Fe2＋，應使用的試劑為??????? 。

A．氯水??? ? B．KSCN溶液??? ? C．NaOH溶液??? ? D．酸性KMnO4溶液

（6）將11.9 g Mg、Al、Fe組成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金質量減少了2.7 g。另取等質量的合金溶于過量稀硝酸中，生成了6.72 L（標準狀況下）NO，向反應后的溶液中加入適量NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全轉化為沉淀，則沉淀質量為??????? 。

A．22.1 g?????? B．27.2 g???????? C．30 g?????????? D．無法確定

 

Answer 1

【答案】

（1）使硫酸充分反應掉、提高硫酸利用率或使Fe3+盡可能轉化為Fe2+（2分，答對一點即可得2分，其它合理答案也可）

（2）Al3+（1分）

加快反應速率（或使反應物充分接觸）（1分，意思相近均給分）

（3） Fe2+ + NO2- + 2H+ = Fe3+ + NO↑ + H2O? （2分，漏反應條件或“↑”扣1分；未配平扣1分）；

氧化劑（1分）；

2 mol（1分）

（4）2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)42-＋2H＋（2分，寫成等號扣1分；未配平扣1分）??

（5）D（2分，多選0分）

（6）B（3分）

【解析】

試題分析：（1）加入過量的鐵可以與硫酸和Fe3+反應，為后面調節pH除去多余的硫酸并將Fe3+盡可能轉化為Fe2+，（2）根據流程圖得到的是硫酸亞鐵溶液，所以先沉淀的是Al3+　，攪拌可以加快反應速率；（3）Fe2+ 和 NO2- 在酸性條件下發生氧化還原反應：Fe2+ + NO2- + 2H+ = Fe3+ + NO↑ + H2O，氧氣和亞硝酸鈉都做氧化劑，1 mol氧氣轉移電子4mol ，1 mol亞硝酸鈉轉移電子1mol，根據電子守恒可得；（4）[Fe（OH）]2+離子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合離子，根據電荷守恒和質量守恒可寫出反應的離子方程式為2[Fe（OH）]2++2H2O=[Fe2（OH）4]2++2H+，； （5）酸性KMnO4溶液氧化亞鐵離子高錳酸鉀溶液褪色；（6）加入氫氧化鈉后，金屬質量減少的就是鋁的質量。根據電子守恒可分別計算出鐵和鎂的質量，最后計算出沉淀質量。

考點：考查工藝流程、氧化還原反應離子方程式的書寫及有關計算。