Question

鐵及其化合物應(yīng)用廣泛．
（1）三氯化鐵是一種水處理劑，工業(yè)制備無水三氯化鐵固體的部分流程如圖：

①檢驗副產(chǎn)品中含有X時，選用的試劑是

 

（填下列各項中序號）．
a．NaOH溶液    b．KSCN溶液    c．酸性KMnO₄溶液  d、鐵粉
②在吸收塔中，生成副產(chǎn)品FeCl₃的離子方程式為

 

．
（2）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）也是一種優(yōu)良的水處理劑，工業(yè)上，可用鐵作陽極，電解KOH溶液制備高鐵酸鉀．電解過程中，陽極的電極反應(yīng)式為

 

；電解一段時間后，若陽極質(zhì)量減少28g，則在此過程中，陰極析出的氣體在標準狀況下的體積為

 

L．
（3）硫化亞鐵常用于工業(yè)廢水的處理．
①你認為，能否用硫化亞鐵處理含Cd²⁺的工業(yè)廢水？

 

（填“能”或“否”）．請根據(jù)沉淀溶解平衡的原理解釋你的觀點（用必要的文字和離子方程式說明）：

 

．
（已知：25℃時，溶度積常數(shù)Ksp（FeS）=6.3×10^-18、Ksp（CdS）=3.6×10^-29）
②工業(yè)上處理含Cd²⁺廢水還可以采用加碳酸鈉的方法，反應(yīng)如下：2Cd²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Cd₂（OH）₂CO₃↓+A．則A的化學式為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：鐵屑和氯氣在反應(yīng)爐中反應(yīng)生成氯化鐵冷卻得到無水氯化鐵固體，尾氣氯氣需要用氯化亞鐵溶液吸收得到氯化鐵溶液；
（1）①推斷可知X為FeCl₂，檢驗亞鐵離子的存在可以選擇高錳酸鉀溶液；
②吸收塔中，生成副產(chǎn)品FeCl₃的反應(yīng)是氯氣和氯化亞鐵的反應(yīng)生成氯化鐵；
（2）鐵作陽極，電解KOH溶液制備高鐵酸鉀．電解過程中，陽極的電極反應(yīng)是鐵失電子生成高鐵酸根離子，結(jié)合堿溶液中氫氧根離子電荷配平寫出；依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒計算陰極生成的氣體為氫氣的體積；
（3）①依據(jù)溶度積常數(shù)分析判斷CdS更難溶，可以實現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化；
②依據(jù)原子守恒寫出A的化學式．

解答： 解：（1））①推斷可知X為FeCl₂，檢驗副產(chǎn)品中含有X時，檢驗亞鐵離子的存在可以選擇高錳酸鉀溶液，滴入高錳酸鉀溶液褪色證明X為氯化亞鐵；
a、氫氧化鈉溶液和鐵離子、亞鐵離子都反應(yīng)生成沉淀不能檢驗亞鐵離子存在，故a不符合；
b、KSCN溶液 是檢驗鐵離子的存在，故b不符合；
c、高錳酸鉀溶液和亞鐵離子反應(yīng)而褪色，可以檢驗亞鐵離子的存在，故c符合；
d、鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，不能檢驗亞鐵離子的存在，故d不符合；
故答案為：c；
②吸收塔中，生成副產(chǎn)品FeCl₃的反應(yīng)是氯氣和氯化亞鐵的反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）用鐵作陽極，電解KOH溶液制備高鐵酸鉀．電解過程中，陽極的電極反應(yīng)是鐵失電子生成高鐵酸根離子，結(jié)合堿溶液中氫氧根離子電荷配平得到電解反應(yīng)為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；電解一段時間后，若陽極質(zhì)量減少28g，為鐵，物質(zhì)的量=

28g

56g/mol

=0.5mol，則在此過程中，陰極電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，依據(jù)電子守恒Fe～6e-～3H₂，陰極析出的氣體在標準狀況下的體積=3×0.5mol×22.4L/mol=33.6L，
故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；33.6L；
（3）①溶度積常數(shù)Ksp（FeS）=6.3×10^-18、Ksp（CdS）=3.6×10^-29，溶度積常數(shù)分析判斷CdS更難溶，可以實現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，Cd²⁺（aq）+FeS（s）=Fe²⁺（aq）+CdS（s），所以能用硫化亞鐵處理含Cd²⁺的工業(yè)廢水；
故答案為：能；CdS比 FeS更難溶，可以發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化Cd²⁺（aq）+FeS（s）=Fe²⁺（aq）+CdS（s）；
②2Cd²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Cd₂（OH）₂CO₃↓+A，根據(jù)原子守恒可知A的化學式為CO₂，故答案為：CO₂．

點評：本題考查了物質(zhì)制備實驗過程分析判斷，電解原理、電解反應(yīng)、沉淀溶解平衡的分析應(yīng)用，掌握分析方法和基礎(chǔ)知識是解題關(guān)鍵，題目難度中等．