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碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生成碱式硫酸铁的部分工艺如图:已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶剂

题目详情
碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生成碱式硫酸铁的部分工艺如图:
作业搜
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶剂的pH见表:
沉淀物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
开始沉淀 2.3 7.5 3.4
完全沉淀 3.2 9.7 4.4
(1)反应Ⅰ中发生的氧化还原反应的离子方程式是___.
(2)反应Ⅱ中加入NaHCO3调节体系PH在___ 范围内.
(3)反应Ⅲ中生成的气体遇空气变红棕色,则反应Ⅲ中发生反应的离子方程式是___.
(4)反应Ⅲ中通入氧气可减少NaNO2的用量,若消耗1mol氧气可节约n(NaNO2)=___mol.
(5)用硫酸控制体系的PH,若硫酸加入量过小,容易生成沉淀;若硫酸加入量过大,不利于产品形成,用化学平衡移动原理分析其原因是___.
(6)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)
 
2+
4
聚合离子,该水解反应的离子方程式是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)活泼金属,可与酸反应,反应的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑,氧化铁与酸反应生成铁离子,铁离子可以氧化Fe,离子方程式为:Fe+2Fe3+═3Fe2+
故答案为:Fe+2H+═Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+═3Fe2+
(2)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,控制pH在4.4≤pH<7.5之间,
故答案为:4.4≤pH<7.5;
(3)NaNO2可氧化亚铁离子为铁离子,本身变为NO,故反应方程式为2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,
故答案为:2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;
(4)n(O2)=1mol,则得到电子1mol×4=4mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到1mol电子,则需要4molNaNO2
故答案为:4;
(5)Fe3+沉淀完全时的pH=3.1,若酸度太低,碱性增强,易生成氢氧化铁沉淀;若加入硫酸过大,氢离子浓度增大,会中和Fe(OH)SO4电离的氢氧根离子,Fe(OH)SO4⇌Fe2++2OH-+SO42-,使电离平衡向右移动,不利于碱式硫酸铁的生成;
故答案为:过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH-中和,使电离平衡向右移动,不利于产物生成;
(6)[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe(OH)]2++2H2O⇌[Fe2(OH)4]2++2H+
故答案为:2[Fe(OH)]2++2H2O⇌[Fe2(OH)4]2++2H+