Question

【題目】FeCl3具有凈水作用，但腐蝕設備，而聚合氧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__________________，F(xiàn)eCl3溶液腐蝕鋼鐵設備，除H+作用外，另一主要原因是(用離了方程式表示)___________________________。

(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溶液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol/L，c(Fe3+)=1.0×10-3mol/L，c(Cl-)=5.3×10-2mol/L，則該溶液的pH約為________________。

②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:□ClO3-+□Fe2++□___=□Cl-+□Fe3++□____。

(3)FeCl3在溶液中分三步水解:

Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1

Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+ K2

Fe(OH)++H2OFe(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________________________。

通過控制條件，以上水解產(chǎn)物聚合，生成聚合氧化鐵，離子方程式為:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+

欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)___________。

a.降溫 b.加水稀釋 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3

室溫下，使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是_______________________。

(4)天津某污水處理廠用氯化鐵凈化污水的結(jié)果如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范圍約為_________mg·L-1。

Answer 1

【答案】 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 6 6H+ 1 6 3H2O K1>K2>K3 b d 調(diào)節(jié)溶液的pH 18~20

【解析】本題主要考查鹽類水解的影響因素。

(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溶液腐蝕鋼鐵設備，除H+作用外，另一主要原因是2Fe3++Fe=3Fe2+。

(2)若酸性FeCl2以液中電荷守恒：2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+ c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，酸性溶液中可忽略c(OH-)，c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2mol/L，則該溶液的pH約為2。

②根據(jù)電子守恒初步將方程式配平為ClO3-+6Fe2++□___=Cl-+6Fe3++□____。再根據(jù)溶液呈酸性、電荷守恒和元素守恒得到完整方程式：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O。

(3)FeCl3的分步水解程度越來越小，所以K1>K2>K3。

欲使平衡正向移動可采用的方法是bd。a.鹽類水解為吸熱反應，降溫平衡左移，故a不符合題意；b.加水稀釋促進鹽類水解，故b符合題意；c.NH4Cl 的水解抑制上述水解，故c不符合題意；d.NaHCO3的水解促進上述水解，故d符合題意。故選bd。

分析離子方程式：xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+可知室溫下，使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是調(diào)節(jié)溶液的pH。

(4)由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范圍約為18～20mg·L-1。