Question

【題目】鐵及其化合物在人類的生活生產(chǎn)中有著重要的作用，Fe2+、Fe3+是影響水質(zhì)的一個(gè)重要因素。回答下列問(wèn)題：

I：測(cè)量某河水樣本中鐵的含量

(1)水樣中Fe2+的含量越大，溶解氧的含量就越低，用離子方程式解釋原因___________。

(2)測(cè)定Fe2+取5mL c mo/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液，稀釋至100mL。取10.00mL河水水樣，加入稀硫酸后，用稀釋后的KMnO4溶液進(jìn)行滴定，用去KMnO4溶液V1mL。

①用___________(填滴定管的名稱)盛放KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液。

②滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是___________。

(3)測(cè)定Fe3+：取10.00mL水樣，轉(zhuǎn)移至盛有過(guò)量鋅粒的燒杯中充分反應(yīng)。加入過(guò)量稀硫酸，用表面皿蓋住燒杯并加熱10分鐘。冷卻后用(2)中稀釋后的KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液V2mL。

①鋅粒的作用是___________。

②河水中Fe3+的濃度是___________mol/L(用含字母的代數(shù)式表示)。

Ⅱ：氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]在常溫常壓下為白色固體。

(4)當(dāng)溶液中的離子濃度<1×10－5mol·L－1時(shí)，可以認(rèn)為該離子已沉淀完全。已知常溫Fe(OH)2的Ksp為8.0×10－16。現(xiàn)調(diào)節(jié)含Fe2+的某河水樣品pH=9，用簡(jiǎn)要計(jì)算過(guò)程說(shuō)明Fe2+是否已經(jīng)達(dá)到沉淀完全：___________。

(5)一種用Na2SO4溶液做電解液，電解制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。通電后，溶液中產(chǎn)生白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。

①必須使用鐵電極的是___________(填“A"或“B”)極。

②B電極的電極反應(yīng)式為___________。

Answer 1

【答案】4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 酸式滴定管 滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪，并在半分鐘保持不變 將Fe3+還原 2.510-2c(V2-V1) pH=9時(shí)，c（Fe2+）==8.010-6mol/L<110-5mol/L，Fe2+已經(jīng)沉淀完全 A 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑

【解析】

(1) 酸性條件下，O2在水中被Fe2+還原，以此寫出離子方程式；

(2)①KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡膠，要用酸式滴定管盛放；

②用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2+，終點(diǎn)時(shí)KMnO4溶液過(guò)量，出現(xiàn)紫色，以此分析解答；

(3)取10.00mL水樣，與過(guò)量鋅粒充分反應(yīng)后Fe3+和Fe2+都被還原為Fe，再加入過(guò)量稀硫酸將Fe轉(zhuǎn)化為Fe2+，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系，5Fe2+~MnO4--計(jì)算；

(4)根據(jù)c（Fe2+）=計(jì)算；

(5)①由裝置圖可知，電解裝置的A電極與電源正極相連，則A為陽(yáng)極，陽(yáng)極為鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此解答；

②B電極為陰極，陰極水得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此書(shū)寫電極反應(yīng)式；

(1) 酸性條件下，O2在水中被Fe2+還原，則溶解氧的含量降低，離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

故答案為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

(2)①KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡膠，要用酸式滴定管盛放；

故答案為：酸式滴定管；

②用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2+，當(dāng)出現(xiàn)紫色時(shí)，說(shuō)明Fe2+已滴定完全，故滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪，并在半分鐘保持不變；

故答案為：滴入最后一滴KMnO4溶液，紫色不褪，并在半分鐘保持不變；

(3)取10.00mL水樣，與過(guò)量鋅粒充分反應(yīng)后Fe3+和Fe2+都被還原為Fe，再加入過(guò)量稀硫酸將Fe轉(zhuǎn)化為Fe2+，

①根據(jù)以上分析，鋅粒的作用是將Fe3+還原；

②滴定時(shí)溶液中的Fe2+包括兩部分，一部分是水樣中原來(lái)就有的，另一部分是由Fe3+轉(zhuǎn)化而來(lái)的，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系，5Fe2+~MnO4-，

滴定時(shí)消耗的MnO4-的物質(zhì)的量為n(MnO4-)2=cmol=510-5cV2 mol，

滴定水樣中原有Fe2+消耗的MnO4-的物質(zhì)的量為n(MnO4-)1=cmol=510-5cV1 mol，

則水樣中Fe3+的物質(zhì)的量為（510-5cV/span>2-510-5cV1）5=2.510-4c(V2-V1) mol，

則河水中Fe3+的濃度是=2.510-2c(V2-V1)mol/L；

故答案為：將Fe3+還原；2.510-2c(V2-V1)；

(4)根據(jù)Fe(OH)2的Ksp為8.0×10－16，pH=9時(shí)，c（Fe2+）==8.010-6mol/L<110-5mol/L，Fe2+已經(jīng)沉淀完全；

故答案為：A；

(5)①由裝置圖可知，電解裝置的A電極與電源正極相連，則A為陽(yáng)極，陽(yáng)極為鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故必須使用鐵電極的是A極；

②B電極為陰極，陰極水得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；

故答案為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑。