Question

6．聚合氯化鋁鐵[Fe_aAl_b（OH）_cCl_d]_m是一種性能優(yōu)良的無機(jī)高分子絮凝劑，在凈水行業(yè)得到廣泛應(yīng)用．
（1）在[Fe_aAl_b（OH）_cCl_d]_m中d=3a+3b-c．（用a、b、c表示）
（2）聚合氯化鋁鐵凈水的性能優(yōu)于氯化鋁和氯化鐵的原因可能是聚合氯化鋁鐵水解后，比氯化鋁或氯化鐵水解后的溶液酸性弱，對(duì)本身水解的抑制程度�。�
（3）為確定聚合氯化鋁鐵的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①準(zhǔn)確稱取5.745g樣品，配成500mL溶液．取10mL溶液于錐形瓶中，加適量鹽酸，滴加稍過量氯化亞錫溶液．加氯化汞溶液2mL，充分反應(yīng)后用0.0100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL．相關(guān)反應(yīng)如下：2FeCl₃+SnCl₂═2FeCl₂+SnCl₄；
SnCl₂+2HgCl₂═SnCl₄+Hg₂Cl₂； 6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2CrCl₃+2KCl+7H₂O
②準(zhǔn)確稱取5.745g樣品，加入足量的鹽酸充分溶解，然后加入足量氨水，過濾、洗滌、灼燒，得固體3.420g．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算聚合氯化鋁鐵樣品中的n（Fe³⁺）：n（Al³⁺）．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為零計(jì)算；
（2）根據(jù)化合物中鐵離子和鋁離子的水解程度分析；
（3）已知發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl₃+SnCl₂=2FeCl₂+SnCl₄，SnCl₂+2HgCl₂=SnCl₄+Hg₂Cl₂，6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl=6FeCl₃+2CrCl₃+2KCl+7H₂O，
根據(jù)6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，由K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量計(jì)算鐵離子的物質(zhì)的量，根據(jù)元素守恒計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量，再根據(jù)固體3.420g，求出氧化鋁的質(zhì)量和鋁的物質(zhì)的量，然后求出樣品中的n（Fe³⁺）：n（Al³⁺）．

解答 解：（1）Fe_aAl_b（OH）_cCl_d中Fe為+3價(jià)，Al為+3價(jià)，H為+1價(jià)，O為-2價(jià)，由元素化合價(jià)的代數(shù)和為零可得，3a+3b+c+（-2）c+（-1）d=0，即d=3a+3b-c；
故答案為：3a+3b-c；
（2）由[Fe_aAl_b（OH）_cCl_d]_m的化學(xué)式可知，其水解生成的氫離子比氯化鋁或氯化鐵水解后生成的氫離子少，溶液的酸性弱，對(duì)本身水解的抑制程度小，水解程度大，水解生成的氫氧化鐵或氫氧化鋁的物質(zhì)的量大，所以聚合氯化鋁鐵凈水的性能優(yōu)于氯化鋁和氯化鐵；
故答案為：聚合氯化鋁鐵水解后，比氯化鋁或氯化鐵水解后的溶液酸性弱，對(duì)本身水解的抑制程度�。�
（3）已知發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl₃+SnCl₂=2FeCl₂+SnCl₄，SnCl₂+2HgCl₂=SnCl₄+Hg₂Cl₂，6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl=6FeCl₃+2CrCl₃+2KCl+7H₂O，
根據(jù)6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，可知，
n（Fe³⁺）=6n（K₂Cr₂O₇）=6×0.0100mol•L^-1×0.0100L=6.000×10^-4mol，
則500mL溶液n（Fe³⁺）=6.000×10^-4mol×$\frac{500mL}{10mL}$=0.0300 mol，
準(zhǔn)確稱取5.745g樣品，加入足量的鹽酸充分溶解，然后加入足量氨水，過濾、洗滌、灼燒，得固體3.420g，該固體為氧化鐵與氧化鋁，
其中n（Fe₂O₃）=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.0150 mol，
則 m（Fe₂O₃）=0.0150 mol×160 g•mol^-1=2.400 g，
所以m（Al₂O₃）=3.420 g-2.400 g=1.020 g，n（Al₂O₃）=$\frac{1.020g}{102g•mo{l}^{-1}}$=0.0100mol，n（Al³⁺）=0.0200 mol，
n（Fe³⁺）：n（Al³⁺）=0.0300 mol：0.0200 mol=3：2
答：聚合氯化鋁鐵樣品中的n（Fe³⁺）：n（Al³⁺）為3：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化合物中化合價(jià)的關(guān)系、鹽的水解、物質(zhì)含量的測(cè)定及有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的計(jì)算能力和分析能力．