Question

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe（OH）SO₄]的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入过量废铁屑的目的是                        ；加入少量NaHCO₃的目的是调节pH，使溶液中的              
（填“Fe³⁺”“Fe²⁺”或“Al³⁺”）沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是          。
（2）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作             ，若参与反应的O₂有11.2L（标准状况），则相当（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）²⁺离子，可部分水解生成
Fe₂（OH）₄²⁺聚合离子．该水解反应的离子方程式为             。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^-，为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为           。（填字母）。
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液

Answer 1

（1）使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe³⁺尽可能转化为Fe²⁺；Al³⁺；加快反应速率；
（2）氧化剂    2mol
（3）2Fe（OH）²⁺+2H₂OFe₂（OH）₄²⁺+2H⁺
（4）D

（1）由题意可知，过量废铁屑溶于稀硫酸得FeSO₄、Al₂（SO₄）₃混合溶液，使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe³⁺尽可能转化为Fe²⁺；根据表中数据可知，向混合溶液中加入少量NaHCO₃，沉淀Al³⁺而不沉淀Fe²⁺，反应方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al（OH）3，要避免生成应Fe（OH）₂沉淀，控制pH在4.4～7.5之间；工艺中搅拌作用是加快反应速率。
（2）反应Ⅱ是氧化亚铁离子便于铁离子沉淀分离，流程产物分析可知O₂与NaNO₂在反应中做氧化剂；n（O2）=11.2L/22.4L/mol==0.5mol，则得到电子0.5mol×4=2mol，1molNaNO2被还原生成NO，化合价由+3价降低到+2价，得到2mol电子，NaNO2的物质的量为 2mol.
（3）[Fe（OH）]²⁺离子，可部分水解生成[Fe₂（OH）₄]²⁺聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe（OH）]²⁺+2H₂O=[Fe₂（OH）₄]²⁺+2H⁺.（4）A、氯水可以氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色变化不明显，不能检验亚铁离子，故A不符合；
B、KSCN溶液和亚铁离子不反应，无现象发生，故B不符合；
C、NaOH溶液加入和铁离子反应生成红褐色沉淀不能检验是否存在亚铁离子，故C不符合；
D、酸性KMnO₄溶液氧化亚铁离子高锰酸钾溶液褪色，故D符合。