Question

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

①加入NaHCO₃并攪拌，將混合液pH調控至6.7～7.5范圍內，使雜質沉淀過濾除去．

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Ⅱ中反應的離子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
③生產(chǎn)中，將反應Ⅱ產(chǎn)生的NO配比一種氣體X，混合后重新通入反應Ⅱ中，該設計的目的是節(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，有黑色沉淀及淡黃色懸浮物產(chǎn)生，其反應的離子方程式是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調控至6.7～7.5，使銅離子和鋁離子全部轉化為沉淀，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氧化性，發(fā)生氧化還原反應，生成一氧化氮和三價鐵離子，經(jīng)蒸發(fā)結晶、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之間的關系表可知，當PH等于6.7時，銅離子全部轉化為氫氧化銅沉淀，鋁離子全部轉化為氫氧化鋁沉淀，此時亞鐵離子為沉淀，當PH大于7.5時，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，該離子反應方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
③反應Ⅱ中需要強氧化性的酸將二價鐵離子氧化，一氧化氮有毒，但一氧化氮易與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸，總的反應為4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，將O₂和反應Ⅱ產(chǎn)生的NO，按3：4配比混合后重新通入反應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，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|硫失去2個電子，三價鐵離子變?yōu)槎�價鐵，得到1個電子，所以三價鐵離子和硫化亞鐵前的系數(shù)都為2，根據(jù)原子守恒，該反應的離子反應方程式為2Fe³⁺+3S^2-=2FeS↓+S，
故答案為：2Fe³⁺+3S^2-=2FeS↓+S．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，把握流程中的反應及混合物分離為解答本題的關鍵，注意酸性條件下硝酸根離子具有強氧化性，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．