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                        ；加入少量NaHCO₃的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的              
（填“Fe³⁺”“Fe²⁺”或“Al³⁺”）沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是          。
（2）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11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則相當(dāng)（3）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             。
（4）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Fe²⁺及NO₃^-，為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe²⁺，應(yīng)使用的試劑為           。（填字母）。
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液

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⁺；Al³⁺；加快反應(yīng)速率；
（2）氧化劑    2mol
（3）2Fe（OH）²⁺+2H₂OFe₂（OH）₄²⁺+2H⁺
（4）D

（1）由題意可知，過(guò)量廢鐵屑溶于稀硫酸得FeSO₄、Al₂（SO₄）₃混合溶液，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⁺；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，向混合溶液中加入少量NaHCO₃，沉淀Al³⁺而不沉淀Fe²⁺，反應(yīng)方程式為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，制備硫酸亞鐵，應(yīng)與硫酸鋁分離，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH生成Al（OH）3，要避免生成應(yīng)Fe（OH）₂沉淀，控制pH在4.4～7.5之間；工藝中攪拌作用是加快反應(yīng)速率。
（2）反應(yīng)Ⅱ是氧化亞鐵離子便于鐵離子沉淀分離，流程產(chǎn)物分析可知O₂與NaNO₂在反應(yīng)中做氧化劑；n（O2）=11.2L/22.4L/mol==0.5mol，則得到電子0.5mol×4=2mol，1molNaNO2被還原生成NO，化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià)，得到2mol電子，NaNO2的物質(zhì)的量為 2mol.
（3）[Fe（OH）]²⁺離子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合離子，根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式為2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O=[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺.（4）A、氯水可以氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液顏色變化不明顯，不能檢驗(yàn)亞鐵離子，故A不符合；
B、KSCN溶液和亞鐵離子不反應(yīng)，無(wú)現(xiàn)象發(fā)生，故B不符合；
C、NaOH溶液加入和鐵離子反應(yīng)生成紅褐色沉淀不能檢驗(yàn)是否存在亞鐵離子，故C不符合；
D、酸性KMnO₄溶液氧化亞鐵離子高錳酸鉀溶液褪色，故D符合。