Question

10．FeCl₃具有凈水作用，但腐蝕設備，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，請回答下列問題：
（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
（2）為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂廢液得到FeCl₃．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．
（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
以上水解反應的平衡常數(shù)K₁、K₂、K₃由大到小的順序是K₁＞K₂＞K₃
（4）通過控制條件，以上水解產物聚合，生成聚合氯化鐵，離子方程式為：xFe³⁺+yH₂O?Fex（OH）y（3x-y）⁺+yH⁺欲使平衡正向移動可采用的方法是bd（填序號）．
a．降溫b．加水稀釋c．加入NH₄Cl   d．加入NaHCO₃
（5）室溫下，使氯化鐵溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是調節(jié)溶液的pH．

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，可起到凈水的作用；
（2）根據電荷守恒：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），據此溶液中氫離子的濃度，再根據pH=-lgc（H⁺）計算；
（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��；
（4）控制條件使平衡正向移動，水解為吸熱反應，所以降溫平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，平衡正向移動；
（5）從反應的離子方程式中可知，氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成，所以關鍵步驟是調節(jié)溶液的pH．

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，可起到凈水的作用，
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；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）根據電荷守恒：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），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；
（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 ；
（4）控制條件使平衡正向移動，使平衡正向移動，因為水解為吸熱反應，所以降溫，平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，所以氫離子濃度降低，平衡正向移動，故選bd，
故答案為：bd；
（5）從反應的離子方程式中可知，氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成，所以關鍵步驟是調節(jié)溶液的pH，
故答案為：調節(jié)溶液的pH．

點評 本題考查鐵的化合物性質的應用、氧化還原反應方程式的配平、對圖象的分析能力、平衡移動影響因素等，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用難度，難度中等．