Question

（12分）堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO₄]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：

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)工業(yè)上常用一定濃度的純堿溶液清洗鐵屑，目的是           。   
(2)加入少量NaHCO₃的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH至 a，a的范圍是        。
(3)已知室溫下，Al(OH)₃的Ksp=1.3×10^-33，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c(Al³⁺)=       
(4)在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O₂以減少NaNO₂的用量，若參與反應(yīng)的O₂有11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則相當(dāng)于節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為              ；O₂參與反應(yīng)的離子方程式為              
(5)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)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(yīng)的離子方程式為               。

Answer 1

(1)除去油污（2分）
（2）4.4<a<7.5 （2分）
（3） 1.3×10^-6 mol/L （2分）
（4）2mol（2分）     4Fe²⁺+4H⁺＋O₂=4Fe³⁺＋2H₂O  （2分）
（5）2Fe(OH)²⁺＋2H₂OFe₂(OH)₄²⁺＋2H⁺   （2分）

解析試題分析：(1)純堿溶液清洗可以除去鐵屑表面的油污，有利于鐵與硫酸反應(yīng)。(2)溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺，該過程需要將Fe³⁺和Al³⁺沉淀，但是不能沉淀Fe²⁺，故應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍至4.4～7.5 。（3）Al(OH)₃的Ksp=c(Al³⁺)×c(OH^－)³=1.3×10^-33，而當(dāng)pH=5時(shí)，c(OH^－)=1×10^－9mol/L ，故c(Al³⁺)=1.3×10^-6 mol/L 。(4)節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為2mol，可根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)的方程式計(jì)算。O₂參與反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+4H⁺＋O₂=4Fe³⁺＋2H₂O。（5）水解反應(yīng)離子式為2Fe(OH)²⁺＋2H₂OFe₂(OH)₄²⁺＋2H⁺ 。
考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)的基本操作，簡單的化學(xué)計(jì)算，離子反應(yīng)式書寫
點(diǎn)評：本題屬于化工生產(chǎn)題目，結(jié)合鐵變價(jià)金屬的特殊性，進(jìn)行解題，同時(shí)將PH與溶解平衡想聯(lián)系，關(guān)鍵點(diǎn)在于氫氧根離子的濃度，每個(gè)小題都是不同的知識點(diǎn)，可以逐一擊破。