FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
63.FeCl3净水的原理是 。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。
64.为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为 。
②完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式:ClO3-+ Fe2++ = Cl-+ Fe3++ .
.FeCl3在溶液中分三步水解:
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号) 。
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
66.天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为 mg·L-1。
Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质;2Fe3++Fe=3Fe2+
【解析】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子,离子方程式是:2Fe3++Fe=3Fe2+,
故答案为:Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质;2Fe3++Fe=3Fe2+;
【解题思路】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子;
本题考查铁的化合物性质的应用,需要学生具备扎实的基础与灵活运用难度,难度中等.
2 1;6;6H+;1;6;3H2O
【解析】(2)①根据电荷守恒:c(Cl﹣)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH﹣浓度很小,在这里可以忽略不计),则c(H+)=c(Cl﹣)﹣2c(Fe2+)﹣3c(Fe3+)=1.0×10﹣2mol•L﹣1,则溶液pH=﹣lg1.0×10﹣2=2,故答案为:2;
②氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl元素的化合价从+5价降低到﹣1价,得到6个电子,而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的系数为1,Fe2+的系数为6,则铁离子的系数也是6,氯离子的系数是1,根据电荷守恒,则氢离子的系数是6,水的系数是3,配平后离子方程式为:ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O,故答案为:1;6;6H+;1;6;3H2O;
【解题思路】(2)①根据电荷守恒:c(Cl﹣)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH﹣浓度很小,在这里可以忽略不计),据此溶液中氢离子的浓度,再根据pH=﹣lgc(H+)计算;
②氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl元素的化合价从+5价降低到﹣1价,得到6个电子,而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的系数为1,Fe2+的系数为6,则铁离子的系数也是6,氯离子的系数是1,根据电荷守恒,则氢离子的系数是6,水的系数是3;
本题考查氧化还原反应方程式的配平等,需要学生具备扎实的基础与灵活运用难度,难度中等.
K1>K2>K3 bd 调节溶液的pH
【解析】(3)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小,则K1>K2>K3;控制条件使平衡正向移动,使平衡正向移动,因为水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,则水解平衡也正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动,故选bd;从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH,故答案为:K1>K2>K3;bd;调节溶液的pH;
【解题思路】(3)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,所以水解平衡常数逐渐减小;控制条件使平衡正向移动,水解为吸热反应,所以降温平衡逆向移动;加水稀释,则水解平衡也正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,平衡正向移动;从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键步骤是调节溶液的pH;
本题考查铁的化合物性质的应用、平衡移动影响因素等,需要学生具备扎实的基础与灵活运用难度,难度中等.
18~20
【解析】(4)由图象可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg•L﹣1时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小,故答案为:18~20.
(4)由图象可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg•L﹣1时,去除率达到最大值,污水的浑浊度减小.
本题考查铁的化合物性质的应用、对图象的分析能力,需要学生具备扎实的基础与灵活运用难度,难度中等.