Question

16．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，且腐蝕性小，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）FeCl₃凈水的原理是Fe³⁺水解生成的Fe（OH）₃膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，F(xiàn)eCl₃溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備，除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．
①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；
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的離子方程式：
1ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=1Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O
（3）FeCl₃在溶液中分三步水解：
Fe³⁺+H₂O?Fe（OH）²⁺+H⁺               K₁
Fe（OH）²⁺+H₂O?Fe（OH）₂⁺+H⁺        K₂
Fe（OH）₂⁺+H₂O?Fe（OH）₃+H⁺        K₃
以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁、K₂、K₃由大到小的順序是K₁＞K₂＞K₃．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺水解生成的Fe（OH）₃膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，可起到凈水的作用；鋼鐵設(shè)備中的Fe會(huì)與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；
（2）①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；
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；
（3）鐵離子的水解分為三步，且水解程度逐漸減弱，所以水解平衡常數(shù)逐漸減��；

解答 解：（1）Fe³⁺水解生成的Fe（OH）₃膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，可起到凈水的作用；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：Fe³⁺水解生成的Fe（OH）₃膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）①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：2；
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，
故答案為：1；6；6H⁺；1；6；3H₂O；
（3）鐵離子的水解分為三步，且水解程度逐漸減弱，所以水解平衡常數(shù)逐漸減小，則K₁＞K₂＞K₃；
故答案為：K₁＞K₂＞K₃；

點(diǎn)評(píng) 本題考查鐵的化合物性質(zhì)的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式的配平、對(duì)圖象的分析能力、平衡移動(dòng)影響因素等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用難度，難度中等．