Question

工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產(chǎn)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO₄]的工藝流程如下：

已知：部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
開(kāi)始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

 
回答下列問(wèn)題：
（1）加入過(guò)量廢鐵屑的目的是                        。
（2）加入少量NaHCO₃的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的____（選填“Fe^3＋”、“Fe^2＋”或“Al^3＋”）沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是                        。
（3）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為                        。在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O₂以減少NaNO₂的用量，O₂與NaNO₂在反應(yīng)中均作         。若參與反應(yīng)的O₂有11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則相當(dāng)于節(jié)約NaNO₂的物質(zhì)的量為              。
（4）堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)^2＋離子，可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為                               。
（5）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國(guó)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe^2＋及NO。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe^2＋，應(yīng)使用的試劑為       。
A．氯水     B．KSCN溶液      C．NaOH溶液      D．酸性KMnO₄溶液
（6）將11.9 g Mg、Al、Fe組成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金質(zhì)量減少了2.7 g。另取等質(zhì)量的合金溶于過(guò)量稀硝酸中，生成了6.72 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）NO，向反應(yīng)后的溶液中加入適量NaOH溶液恰好使Mg^2＋、Al^3＋、Fe^3＋完全轉(zhuǎn)化為沉淀，則沉淀質(zhì)量為       。
A．22.1 g      B．27.2 g      C．30 g        D．無(wú)法確定

Answer 1

（1）使硫酸充分反應(yīng)掉、提高硫酸利用率或使Fe³⁺盡可能轉(zhuǎn)化為Fe²⁺（2分，答對(duì)一點(diǎn)即可得2分，其它合理答案也可）
（2）Al³⁺　（1分） 加快反應(yīng)速率（或使反應(yīng)物充分接觸）（1分，意思相近均給分）
（3）Fe²⁺ + NO₂^- + 2H⁺ = Fe³⁺ + NO↑ + H₂O （2分，漏反應(yīng)條件或“↑”扣1分；未配平扣1分）；氧化劑（1分）； 2 mol（1分）
（4）2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)＋2H^＋（2分，寫(xiě)成等號(hào)扣1分；未配平扣1分）  
（5）D（2分，多選0分）
(6)B（3分）

解析試題分析：（1）加入過(guò)量廢鐵屑的目的是使硫酸充分反應(yīng)掉、提高硫酸利用率或使Fe³⁺盡可能轉(zhuǎn)化為Fe²⁺
(2)加入廢鐵屑后得到的溶液含硫酸亞鐵、硫酸鋁，根據(jù)沉淀對(duì)pH的選擇，加入碳酸氫鈉應(yīng)先沉淀Al³⁺，該工藝流程中“攪拌”的作用是加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分；
（3）反應(yīng)Ⅱ?yàn)閬嗚F離子被亞硝酸鹽氧化的反應(yīng)，離子方程式為Fe²⁺+NO₂^-+2H⁺ =Fe³⁺+NO↑+H₂O；反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O₂以減少NaNO₂的用量，O₂與NaNO₂在反應(yīng)中均作氧化劑，若參與反應(yīng)的O₂有11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，反應(yīng)中1mol NaNO₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，所以相當(dāng)于節(jié)約NaNO₂2mol；
(4)根據(jù)題目所給信息，F(xiàn)e(OH)^2＋離子部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺聚合離子，溶液呈酸性，水解的離子方程式為2Fe(OH)^2＋＋2H₂OFe₂(OH)＋2H^＋
（5）A、氯水氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液顏色變化不明顯，不易作檢驗(yàn)亞鐵離子的試劑；B、KSCN溶液與亞鐵離子不反應(yīng)，錯(cuò)誤；C、氫氧化鈉溶液與溶液中的鐵離子反應(yīng)生成紅褐色沉淀，不能檢驗(yàn)溶液中是否含亞鐵離子，錯(cuò)誤；D、亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，可作檢驗(yàn)亞鐵離子的試劑，答案選D。
（6）根據(jù)元素守恒，沉淀質(zhì)量比原固體多了氫氧根離子，由題目可知與足量稀硝酸反應(yīng)，生成0.3mol的NO，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.9mol，而反應(yīng)后的溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的沉淀中氫氧根離子的個(gè)數(shù)與轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，所以沉淀中Al、Mg、Fe的氫氧根離子的物質(zhì)的量是0.9mol，所以沉淀的質(zhì)量是11.9g+0.9mol×17g/mol=27.2g，答案選B。
考點(diǎn)：考查對(duì)物質(zhì)制備的分析能力，離子方程式的書(shū)寫(xiě)，元素守恒、得失電子守恒規(guī)律的應(yīng)用，亞鐵離子的檢驗(yàn)