Question

利用工業(yè)煉銅后的爐渣（含F(xiàn)e₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃），制備無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁和凈水劑高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）．其工藝流程如下（部分操作和條件略）：
Ⅰ．用稀鹽酸浸取爐渣，過濾；
Ⅱ．向濾液中加入過量NaClO溶液，調(diào)pH約為3，過濾；
Ⅲ．溶液進行減壓蒸發(fā)等操作，甩干后送入聚合爐中進行高溫聚合，…得到聚合氯化鋁．
Ⅳ．將Ⅱ中得到沉淀洗滌、干燥，再與NaClO和NaOH反應(yīng)，生成高鐵酸鈉．
（1）稀鹽酸溶解Fe₂O₃的離子方程式是

 

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（2）驗證爐渣中含有FeO必要的化學(xué)試劑為

 

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（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀時	1.5	3.4	6.3
完全沉淀時	2.8	4.7	8.3

①步驟Ⅱ中加入過量NaClO，反應(yīng)的離子方程式是

 

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②根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ中，調(diào)pH約為3的目的是

 

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（4）該工業(yè)流程存在缺點，在步驟Ⅱ伴隨著有氯氣產(chǎn)生，此反應(yīng)方程式是

 

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（5）步驟Ⅲ中在減壓蒸發(fā)與甩干操作之間，還需進行的操作是

 

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（6）在步驟Ⅳ中，若該反應(yīng)生成166g Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移3mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是

 

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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),常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）稀鹽酸與Fe₂O₃反應(yīng)生成鐵離子和水；
（2）檢驗FeO，先加稀硫酸溶解，再用KMnO₄溶液檢驗；
（3）①NaClO具有氧化性在酸性條件下能把亞鐵離子氧化物鐵離子；
②pH約為3時亞鐵離子不能形成沉淀，而三價鐵離子能轉(zhuǎn)化為沉淀；
（4）酸性條件下ClO^-與Cl^-反應(yīng)生成氯氣；
（5）步驟Ⅲ中從溶液中提取溶質(zhì)，操作為減壓蒸發(fā)、濃縮至飽和、冷卻結(jié)晶；
（6）在步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)：3NaClO+4NaOH+2Fe（OH）₃=2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子與物質(zhì)之間的關(guān)系計算．

解答： 解：（1）稀鹽酸與Fe₂O₃反應(yīng)生成鐵離子和水，其反應(yīng)的離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）檢驗FeO，先加稀硫酸溶解形成亞鐵離子的溶液，再加KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液褪色，說明含有亞鐵離子，即爐渣中含有FeO；
故答案為：稀硫酸、KMnO₄ 溶液；
（3）①NaClO具有氧化性在酸性條件下能把亞鐵離子氧化物鐵離子，其反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
②pH約為3時亞鐵離子不能形成沉淀，而三價鐵離子能轉(zhuǎn)化為沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵完全沉淀；
故答案為：pH約為3時，F(xiàn)e²⁺不能形成沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵完全沉淀；
（4）酸性條件下ClO^-與Cl^-反應(yīng)生成氯氣，其反應(yīng)的離子方程式為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂+H₂O；
故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂+H₂O；
（5）步驟Ⅲ中從溶液中提取溶質(zhì)，操作為減壓蒸發(fā)、濃縮至飽和、冷卻結(jié)晶；
故答案為：濃縮至飽和、冷卻結(jié)晶；
（6）在步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)3NaClO+4NaOH+2Fe（OH）₃=2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，生成166 g Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移3 mol電子，則消耗的Fe（OH）₃為1mol，消耗的NaClO為1.5mol，則參加反應(yīng)的還原劑Fe（OH）₃和氧化劑NaClO的物質(zhì)的量之比是2：3；
故答案為：2：3．

點評：本題考查了物質(zhì)分離流程分析判斷、氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移計算應(yīng)用、離子方程式的書寫等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力和實驗探究能力，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．