Question

聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機高分子絮凝劑，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⁺。實驗步驟如下：

（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氧化時反應方程式如下：

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

若改用HNO₃氧化，則反應方程式如下：

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

已知1 mol HNO₃價格0.16元、1 mol NaClO₃價格0.45元，評價用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⁺物質的量之比不是3∶2。根據下列供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產品溶液中與Fe³⁺物質的量之比。

（4）測定時所需的試劑_____________。

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

(5)需要測定___________和___________的質量（填寫化合物的化學式）。

（6）選出測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、結晶         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；測定某些物質的方法，考慮實驗成本及對環境的影響等。分析如下：

（1）將98%的濃H₂SO₄稀釋為28%的稀H₂SO₄，應將濃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Fe³⁺、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產生污染性氣體NO。

（4）—（6）：用Ba²⁺沉淀，用OH^-沉淀Fe³⁺后蒸干灼燒，通過測定BaSO₄和Fe₂O₃的質量可確定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、結晶等無關。

答案：（1）b

（2）b、c

（3）原料成本較低  產生氣體對大氣有污染

（4）a、c

（5）Fe₂O₃  BaSO₄

（6）b、d、e