Question

聚合硫酸鐵（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+2NO↑+4H₂O

已知1 mol HNO₃價格0.16元、1 mol NaClO₃價格0.45元，評價用HNO₃代替NaClO₃作氧化劑的利弊。利是_________________________，弊是______________________________。

聚合硫酸鐵溶液中與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(fā)、結晶

d.冷卻、稱量

e.烘干或灼燒

Answer 1

(1)b 

(2)bc 

(3)氧化相同量Fe²⁺，所用原料成本較低  產生的氣體對大氣有污染 

(4)ac 

(5)Fe₂O₃  BaSO₄ 

(6)bed

解析：本題綜合考查鐵及其化合物的性質，一定質量分數溶液的配制及化學實驗基本操作等內容。（1）根據配制一定質量分數溶液的配制步驟，可知所需玻璃儀器除量筒外，還需要燒杯。（2）鐵的氧化物溶于H₂SO₄時可得含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液，而為抑制Fe³⁺水解，原料中Fe³⁺必須還原為Fe²⁺，為確定下一步鐵的用量必須測定Fe³⁺含量，而再用NaClO₃將Fe²⁺氧化為Fe³⁺時，NaClO₃的用量取決于Fe²⁺的總量，故選b、c。（3）由所給反應知氧化6 mol FeSO₄需HNO₃ 2 mol價格為0?32元，需NaClO₃ 1 mol價格為0?45元，故用HNO₃代替NaClO₃的利在于原料成本降低，而弊則是產生的NO會污染環(huán)境。（4）—（6）要測定與Fe³⁺的物質的量之比，只需分別測定一定量的溶液中的物質的量和Fe³⁺的物質的量即可，故所選用的試劑為BaCl₂和NaOH，通過過濾、洗滌、烘干、灼燒、冷卻稱量可得m(BaSO₄)和m(Fe₂O₃)，進而計算得出答案。