Question

【題目】含鐵化合物在生活生產中應用廣泛。如高鐵酸鹽(FeO42—)被科學家們公認為綠色消毒劑，在強堿性溶液中比較穩(wěn)定；聚合硫酸鐵則是一種高效絮凝劑。

(1)KClO飽和溶液與Fe(NO3)3飽和溶液反應可制備K2FeO4，兩種溶液的混合方式為_______________，反應的離子方程為__________________________________________。

(2)高鐵酸鹽有極強的氧化性，能迅速有效地去除淤泥中的臭味物質，自身被還原成新生態(tài)的Fe(OH)3。已知Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38。若要使溶液中Fe3＋沉淀完全(使其濃度小于10－5 mol·L－1)，需調節(jié)溶液的pH>________。

(3)聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z]的組成可通過下列實驗測定：

①稱取一定質量的聚合硫酸鐵配成100.00 mL溶液A；

②準確量取20.00 mL溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體11.65 g；

③準確量取20.00 mL溶液A，加入足量銅粉，充分反應后過濾、洗滌，將濾液和洗液合并配成250.00 mL溶液B；

④準確量取25.00 mL溶液B，用0.1000 mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液8.00 mL。

通過計算確定該聚合硫酸鐵的化學式(寫出計算過程) ______________。

Answer 1

【答案】在攪拌下，將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO42—＋3Cl－＋5H2O3Fe4(OH)2(SO4)5

【解析】

（1）由題給信息可知，K2FeO4在強堿性溶液中穩(wěn)定，在酸性或弱堿性條件下均不能穩(wěn)定存在，Fe(NO3)3溶液因Fe3＋水解呈酸性，KClO溶液因ClO－水解呈堿性，所以應將飽和Fe(NO3)3溶液緩緩滴入飽和KClO溶液中，注意要攪拌，攪拌可增大反應物的接觸面積，有利于生成K2FeO4，且能防止生成Fe(OH)3沉淀。故答案為：在攪拌下，將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中；

（2）Fe3＋沉淀完全，則其濃度小于10－5 mol·L－1，此時溶液中的c（OH-）應大于mol/L，即c（H+）應小于=1×10-3mol/L，則其溶液的pH>3，故答案為：3；

（3）n（BaSO4）=11.65÷233=0.05mol，由反應：MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可得n（Fe3+）=0.1000 mol·L－1×8.00×10-3L×10×5=0.04mol，則)聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z]中x：z=0.04:0.05，即有x=4，z=5，根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為零可知y=2，由此可得該聚合硫酸鐵的化學式為Fe4(OH)2(SO4)5，故答案為：Fe4(OH)2(SO4)5。