Question

【題目】氧化鐵是一種重要的無機材料，化學性質穩(wěn)定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐熱性和對紫外線的屏蔽性，從某種工業(yè)酸性廢液（主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl﹣、SO42﹣）中回收氧化鐵流程如圖：

已知：常溫下Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10﹣11； Ksp[Fe(OH)2]=2.2×10﹣16；Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10﹣38；Ksp[Al(OH)3]=1.0×10﹣33。

（1）寫出在該酸性廢液中通入空氣時發(fā)生的離子反應方程式_____。

（2）常溫下，根據(jù)已知條件在pH=5的溶液中，理論上下列微粒在該溶液中可存在的最大濃度c(Fe3+)=_____。

（3）有人用氨水調節(jié)溶液pH，在pH=5時將Fe(OH)3沉淀出來，此時可能混有的雜質是_____（填化學式，下同），用_____試劑可將其除去。

Answer 1

【答案】4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O； 3.5×10－11mol·L－1 Al(OH)3 NaOH

【解析】

(1)酸性廢液中含有Fe2＋，Fe2＋能被氧氣氧化進行分析；

(2)根據(jù)溶度積進行計算；

(3)根據(jù)溶度積進行分析和計算。

(1)酸性廢液中含有Fe2＋，Fe2＋能被O2氧化，因此離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；

答案：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；

(2)溶液的pH=5，則溶液c(OH－)=mol·L－1=10－9mol·L－1，根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3＋)×c3(OH－)，代入數(shù)值，得到c(Fe3＋)=mol·L－1=3.5×10－11mol·L－1；

答案：3.5×10－11mol·L－1；

(3) 溶液的pH=5，則溶液c(OH－)=mol·L－1=10－9mol·L－1，Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2＋)×c2(OH－)代入數(shù)值，c(Mg2＋)=1.2×107mol·L－1，說明Mg2＋沒有出現(xiàn)沉淀，Ksp[Al(OH)3]=c(Al3＋)×c3(OH－)，代入數(shù)值，得出c(Al3＋)=10－6mol·L－1<1×10－5mol·L－1，說明Al3＋幾乎完全沉淀，混有的雜質為Al(OH)3，Al(OH)3屬于兩性氫氧化物，Fe(OH)3為堿性氫氧化物，因此需要加入NaOH溶液溶解Al(OH)3；

答案：Al(OH)3；NaOH。