Question

【題目】硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時Fe3+的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe3+必須先還原為Fe2+。實驗步驟如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，還有____________。

(a) 容量瓶 (b) 燒杯 (c) 燒瓶

（2）步驟II取樣分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是____________。

(a) 控制溶液中Fe2+與Fe3+含量比 (b) 確定下一步還原所需鐵的量

(c) 確定氧化Fe2+所需NaClO3的量 (d) 確保鐵的氧化物酸溶完全

（3）用NaClO3氧化時反應方程式如下：6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O

若改用HNO3氧化，則反應方程式如下6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NO↑ + 4H2O

已知1mol HNO3價格0.16元、1mol NaClO3價格0.45元，評價用HNO3代替NaClO3作氧化劑的得弊，利是____________________，弊是________________________。聚合硫酸鐵溶液中SO42與Fe3+物質的量之比不是3:2。根據下列供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產品溶液中SO42與Fe3+物質的量之比。

（4）測定時所需的試劑____________。

(a) NaOH (b) FeSO4 (c) BaCl2 (d) NaClO3

（5）需要測定____________和____________的質量（填寫化合物的化學式）。

（6）選出測定過程中所需的基本操作____________（按操作先后順序列出）。

(a) 萃取、分液 (b) 過濾、洗滌 (c) 蒸發、結晶

(d) 冷卻、稱量 (e)烘干或灼燒

Answer 1

【答案】 b b、c 原料成本較低 產生氣體對大氣有污染 a、c Fe2O3 BaSO4 b、e、d

【解析】(1)配制一定量質量分數硫酸溶液需要的儀器有：膠頭滴管、量筒、玻璃棒、燒杯，故選b；
(2)因為控制水解時Fe3+的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe3+必須先還原為Fe2+，所以確定下一步還原所需鐵的量，然后Fe2+再被氧化Fe3+，需要確定氧化Fe2+所需NaClO3的量，故答案為bc；
(3)從環保和成本方面考慮，利是原料成本較低，弊是產生氣體對大氣有污染；
(4)因SO42與Fe3+都采用沉淀法加以測定，測定硫酸根離子需要氯化鋇，測定鐵離子需要氫氧化鈉，故答案為ac；
(5)根據測定BaSO4的質量來測定SO42的物質的量，根據氧化鐵的質量結合元素守恒計算鐵離子的物質的量，所以需要測定物質質量的物質為Fe2O3、BaSO4；
(6)測定聚合硫酸鐵溶液中SO42-與Fe3+物質的量的原理：先后加入氯化鋇、氫氧化鈉并過濾，得到的沉淀先后洗滌，然后進行烘干或是灼燒，冷卻，最后稱量得到的固體的量即可，所以順序是：bed。