Question

14．工業(yè)上用含有少量Cu、Al的廢鐵屑制備Fe₂（SO₄）₃其反應(yīng)及操作流程如下：

①加入NaHCO₃并攪拌，將混合液pH調(diào)控至6.7～7.5范圍內(nèi)，使雜質(zhì)沉淀過濾除去．

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3	Cu（OH）2
開始沉淀	2.3	7.5	3.4	4.7
完全沉淀	3.2	9.7	4.4	6.7

②反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
③生產(chǎn)中，將反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生的NO配比一種氣體X，混合后重新通入反應(yīng)Ⅱ中，該設(shè)計(jì)的目的是節(jié)約Fe（NO₃）₃、防止NO污染，氣體X與NO配比的比例是3：4．
（3）用Fe₂（SO₄）₃處理含S^2-污水時(shí)，有黑色沉淀及淡黃色懸浮物產(chǎn)生，其反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+3S^2-=2FeS↓+S．

Answer 1

分析 用含有少量Cu、Al的廢鐵屑制備Fe₂（SO₄）₃，用硫酸溶解后溶液中含有亞鐵離子、銅離子和鋁離子，加入NaHCO₃并攪拌，將混合液pH調(diào)控至6.7～7.5，使銅離子和鋁離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀，而亞鐵離子未沉淀，氫離子和硝酸根在同一溶液，相當(dāng)于稀硝酸，亞鐵離子具有還原性，酸性溶液中硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成一氧化氮和三價(jià)鐵離子，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾可得到Fe₂（SO₄）₃，以此解答該題．

解答 解：①用硫酸溶解含有少量Cu、Al的廢鐵屑，溶液中含有亞鐵離子、銅離子和鋁離子，根據(jù)沉淀與PH之間的關(guān)系表可知，當(dāng)PH等于6.7時(shí)，銅離子全部轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀，鋁離子全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，此時(shí)亞鐵離子為沉淀，當(dāng)PH大于7.5時(shí)，亞鐵離子開始沉淀，所以PH在6.7～7.5之間，
故答案為：6.7～7.5；
②酸性條件下，硝酸根離子可氧化亞鐵離子，該離子反應(yīng)方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
③反應(yīng)Ⅱ中需要強(qiáng)氧化性的酸將二價(jià)鐵離子氧化，一氧化氮有毒，但一氧化氮易與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，總的反應(yīng)為4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，將O₂和反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生的NO，按3：4配比混合后重新通入反應(yīng)Ⅱ中，可節(jié)約Fe（NO₃）₃、防止NO污染，
故答案為：節(jié)約Fe（NO₃）₃、防止NO污染；3：4；
（3）根據(jù)信息用Fe₂（SO₄）₃處理含S^2-污水時(shí)，有淡黃色懸浮物產(chǎn)生的是硫，黑色沉淀是硫化亞鐵，根據(jù)得失電子守恒，硫離子變?yōu)閱钨|(zhì)硫失去2個(gè)電子，三價(jià)鐵離子變?yōu)槎�價(jià)鐵，得到1個(gè)電子，所以三價(jià)鐵離子和硫化亞鐵前的系數(shù)都為2，根據(jù)原子守恒，該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+3S^2-=2FeS↓+S，
故答案為：2Fe³⁺+3S^2-=2FeS↓+S．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握流程中的反應(yīng)及混合物分離為解答本題的關(guān)鍵，注意酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等．