Question

聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機(jī)高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時(shí)Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺必須先還原為Fe²⁺。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，還有____________。

a.容量瓶              b.燒杯                c.燒瓶

（2）步驟Ⅱ取樣分析溶液中的Fe²⁺、Fe³⁺的含量，目的是____________。

a.控制溶液中Fe²⁺與Fe³⁺含量比

b.確定下一步還原所需鐵的量

c.確定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量

d.確保鐵的氧化物酸溶完全

（3）用NaClO₃氧化時(shí)反應(yīng)方程式如下：

6FeSO₄+NaClO₃+3H₂SO₄====3Fe₂(SO₄)₃+NaCl+3H₂O

若改用HNO₃氧化，則反應(yīng)方程式如下：

6FeSO₄+2HNO₃+3H₂SO₄====3Fe₂(SO₄)₃+2NO↑+4H₂O

已知1 mol HNO₃價(jià)格0.16元、1 mol NaClO₃價(jià)格0.45元，評(píng)價(jià)用HNO₃代替NaClO₃作氧化劑的利弊。利是_________________________，弊是_______________________________。

聚合硫酸鐵溶液中與Fe³⁺物質(zhì)的量之比不是3∶2。根據(jù)下列供選擇的試劑和基本操作，測(cè)定聚合硫酸鐵產(chǎn)品溶液中與Fe³⁺物質(zhì)的量之比。

（4）測(cè)定時(shí)所需的試劑_____________。

a.NaOH                   b.FeSO₄                     c.BaCl₂                    d.NaClO₃

(5)需要測(cè)定___________和___________的質(zhì)量（填寫化合物的化學(xué)式）。

（6）選出測(cè)定過程中所需的基本操作___________（按操作先后順序列出）。

a.萃取、分液          b.過濾、洗滌             c.蒸發(fā)、結(jié)晶         d.冷卻、稱量

e.烘干或灼燒

Answer 1

解析：本題考查的是制備廣泛用于水的處理的一種新型的無機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鐵（PFS）。考查了過濾、洗滌、冷卻、稱量、烘干或灼燒等基本操作；用98%濃H₂SO₄配制稀硫酸；測(cè)定某些物質(zhì)的方法，考慮實(shí)驗(yàn)成本及對(duì)環(huán)境的影響等。分析如下：

（1）將98%的濃H₂SO₄稀釋為28%的稀H₂SO₄，應(yīng)將濃H₂SO₄沿玻璃棒注入盛水的燒杯中，不需要容量瓶和燒瓶。

（2）酸溶后溶液中含F(xiàn)e³⁺、Fe²⁺，分析其中Fe³⁺、Fe²⁺的含量，便能確定還原Fe³⁺所需Fe的量及氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量。

（3）氧化6 mol FeSO₄需要 2 mol HNO₃或1 mol NaClO₃，顯然前者要便宜但它會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NO。

（4）—（6）：用Ba²⁺沉淀，用OH^-沉淀Fe³⁺后蒸干灼燒，通過測(cè)定BaSO₄和Fe₂O₃的質(zhì)量可確定n()：n(Fe³⁺)，其中涉及到沉淀的過濾、洗滌、烘干（BaSO₄）和灼燒 ［Fe(OH)₃］及稱量等操作，而與萃取、分液、蒸發(fā)、結(jié)晶等無關(guān)。

答案：（1）b

（2）b、c

（3）原料成本較低  產(chǎn)生氣體對(duì)大氣有污染

（4）a、c

（5）Fe₂O₃  BaSO₄

（6）b、d、e