Question

17．FeCl₃ 具有凈水作用，但腐蝕設(shè)備，而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑，處理污水比FeCl₃ 高效，且腐蝕性�。�請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）FeCl₃ 溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備，鋼鐵除了與H⁺作用外，另一主要原因是（用離子方程式表示）2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO₃ 氧化酸性FeCl₂ 廢液得到FeCl₃，其離子方程式為ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O．
若酸性FeCl₂ 廢液中c（Fe²⁺）=2.0×10^-2mol•L^-1，c（Fe³⁺）=1.0×10^-3mol•L^-1，
c（Cl^-）=5.3×10^-2mol•L^-1，則該溶液的pH約為2．
（3）通過(guò)控制條件，水解產(chǎn)物聚合，生成聚合氯化鐵，離子方程式為：
 xFe³⁺+yH₂O?Fe_x（OH）_y^（3x-y）++yH⁺
欲使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵，可采用的方法是d（填字母代號(hào)）．
a．降溫        b．加水稀釋          c．加入NH₄Cl         d．加入NaHCO₃
請(qǐng)結(jié)合平衡移動(dòng)原理解釋采用這種方法的原因：加碳酸氫鈉，H⁺+HCO₃^-═CO₂+H₂O使H⁺濃度降低，平衡正向移動(dòng)，生成聚合氯化鐵．
（4）84消毒液不能用于消毒鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，可使鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀．
84消毒液的主要成分可用氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)得到，其離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．若所得溶液pH＞12，則下列說(shuō)法不合理的是c（填字母序號(hào)）．
a．84消毒液具有強(qiáng)氧化性
b.84消毒液中加醋酸可增強(qiáng)其漂白效果
c.84消毒液中離子濃度關(guān)系c（Na⁺）=c（ClO^-）+c（Cl^-）
d.84消毒液浸泡衣物，置于空氣中漂白效果會(huì)更好．

Answer 1

分析 （1）鋼鐵設(shè)備中的Fe會(huì)與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；
（2）氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià)，得到6個(gè)電子，而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，失去1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺的系數(shù)為6，則鐵離子的系數(shù)也是6，氯離子的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，則氫離子的系數(shù)是6，水的系數(shù)是3；根據(jù)電荷守恒：c（Cl^-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（H⁺）（酸性溶液中OH^-濃度很小，在這里可以忽略不計(jì)），據(jù)此溶液中氫離子的濃度，再根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算；
（3）控制條件使平衡正向移動(dòng)，水解為吸熱反應(yīng)，所以降溫平衡逆向移動(dòng)；加水稀釋，則水解平衡也正向移動(dòng)，但濃度降低；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動(dòng)；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，平衡正向移動(dòng)；
（4）氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；漂白液的主要成分為氯化鈉和次氯酸鈉，其中次氯酸鈉有強(qiáng)氧化性，據(jù)此分析．

解答 解：（1）鋼鐵設(shè)備中的Fe會(huì)與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，離子方程式是：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià)，得到6個(gè)電子，而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，失去1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺的系數(shù)為6，則鐵離子的系數(shù)也是6，氯離子的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，則氫離子的系數(shù)是6，水的系數(shù)是3，配平后離子方程式為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；
根據(jù)電荷守恒：c（Cl^-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（H⁺）（酸性溶液中OH^-濃度很小，在這里可以忽略不計(jì)），則c（H⁺）=c（Cl^-）-2c（Fe²⁺）-3c（Fe³⁺）=1.0×10^-2mol•L^-1，則溶液pH=-lg1.0×10^-2=2，
故答案為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；2；
（3）控制條件使平衡正向移動(dòng)，使平衡正向移動(dòng)，因?yàn)樗�解為吸熱反�?yīng)，所以降溫，平衡逆向移動(dòng)；加水稀釋，則水解平衡也正向移動(dòng)，但平衡降低；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動(dòng)；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，所以氫離子濃度降低，平衡正向移動(dòng)，故答案為：d；加碳酸氫鈉，H⁺+HCO₃^-═CO₂+H₂O  使H⁺ 濃度降低，平衡正向移動(dòng)，生成聚合氯化鐵；
（4）氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
漂白液的主要成分為氯化鈉和次氯酸鈉，其中主要成分為次氯酸鈉．
a．84消毒液的主要成分為氯化鈉和次氯酸鈉，其中主要成分為次氯酸鈉，具有強(qiáng)氧化性，故a正確；
b.84消毒液中加醋酸，可和次氯酸鈉反應(yīng)生成HClO，增強(qiáng)其漂白效果，故b正確；
c.84消毒液主要成分為氯化鈉和次氯酸鈉，根據(jù)電荷守恒可知離子濃度關(guān)系c（Na⁺）+c（H⁺）=c（ClO^-）+c（Cl^-）+c（OH^-），而溶液顯堿性，故有
c（H⁺）＜c（OH^-），則c（Na⁺）＞c（ClO^-）+c（Cl^-），故c錯(cuò)誤；
d.84消毒液浸泡衣物，置于空氣中后，NaClO會(huì)和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成HClO，漂白效果會(huì)更好，故d正確．
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；c；

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯氣及其化合物的性質(zhì)，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，易錯(cuò)選項(xiàng)是（4）題C，注意漂白液顯堿性，為易錯(cuò)點(diǎn)．