Question

8．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、氧化鐵雜質(zhì)）生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如圖：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的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

下列說法不正確的是（　�。�

• A． 加入少量NaHCO₃的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的Al³⁺沉淀完全
• B． 該工藝中“攪拌”的作用是加快反應(yīng)速率
• C． 在實際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時通入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2mol
• D． 根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe²⁺，為了確定所得產(chǎn)品中是否含有Fe²⁺，所加試劑的順序是先加KSCN溶液，后加氯水

Answer 1

分析 廢鐵屑中含少量氧化鋁、氧化鐵等，將過量廢鐵屑加入稀硫酸中，發(fā)生反應(yīng) Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄，然后反應(yīng)I中加入NaHCO₃并攪拌，調(diào)節(jié)溶液的pH，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，所以濾渣中成分是Al（OH）₃，過濾得到硫酸亞鐵，向硫酸亞鐵溶液中加入稀硫酸和NaNO₂，酸性條件下，NaNO₂和FeSO₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、NO，將溶液蒸發(fā)濃縮、過濾得到堿式硫酸鐵，
A．根據(jù)分析判斷調(diào)節(jié)溶液pH的目的；
B．?dāng)嚢杩梢允狗磻?yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率；
C．根據(jù)電子守恒計算出節(jié)約亞硝酸鈉的物質(zhì)的量；
D．產(chǎn)品中含有鐵離子，不能使用硫氰化鉀溶液檢驗．

解答 解：廢鐵屑中含少量氧化鋁、氧化鐵等，將過量廢鐵屑加入稀硫酸中，發(fā)生反應(yīng) Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄，然后反應(yīng)I中加入NaHCO₃并攪拌，調(diào)節(jié)溶液的pH，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，所以濾渣中成分是Al（OH）₃，過濾得到硫酸亞鐵，向硫酸亞鐵溶液中加入稀硫酸和NaNO₂，酸性條件下，NaNO₂和FeSO₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、NO，將溶液蒸發(fā)濃縮、過濾得到堿式硫酸鐵，
A．題意可知，過量廢鐵屑溶于稀硫酸得FeSO₄、Al₂（SO₄）₃混合溶液，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，向混合溶液中加入少量NaHCO₃，沉淀Al³⁺而不沉淀Fe²⁺，反應(yīng)方程式為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，制備硫酸亞鐵，應(yīng)與硫酸鋁分離，所以加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)溶液pH除去鋁離子，故A正確；
B．通過攪拌，使反應(yīng)物充分接觸，可以加快反應(yīng)速率，故B正確；
C．氧氣的物質(zhì)的量為：n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反應(yīng)中氧氣得到電子為：0.5mol×4=2mol，1molNaNO₂被還原生成NO，化合價由+3價降低到+2價，化合價變化為1，則得到2mol電子，可節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為：$\frac{2mol}{1}$=2mol，故C正確；
D．制備的產(chǎn)品中含有鐵離子，不能使用硫氰化鉀檢驗亞鐵離子，可根據(jù)亞鐵離子具有還原性能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，選用酸性KMnO₄溶液檢驗Fe²⁺，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查制備原理的設(shè)計與判斷，題目難度中等，涉及氧化還原反應(yīng)的計算、鹽的水解原理應(yīng)用、常見離子檢驗等知識，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和題給信息判斷可能發(fā)生的反應(yīng)，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>