Question

【題目】FeCl3是一種很重要的鐵鹽，主要用于污水處理，具有效果好、價格便宜等優點。工業上可將鐵屑溶于鹽酸中，先生成FeCl2，再通入Cl2氧化來制備FeCl3溶液。

（1）將標準狀況下的aL氯化氫氣體溶于100g水中，得到鹽酸的密度為bg·mL－1，則該鹽酸的物質的量濃度是______________________。

（2）向100mL的FeBr2溶液中通入標準狀況下Cl23.36L，反應后的溶液中Cl－和Br－的物質的量濃度相等，則原FeBr2溶液的物質的量濃度為__________________。

（3）FeCl3溶液可以用來凈水，其凈水的原理為___________________________(用離子方程式表示)。用100mL2mol·L－1的FeCl3溶液凈水時，生成具有凈水作用的微粒數________(填“大于”“等于”或“小于”)0.2NA。

（4）ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN－bmg/L，現用ClO2將CN－氧化，只生成兩種無毒氣體，其離子反應方程式為________________，處理100m3這種污水，至少需要ClO2____mol。

Answer 1

【答案】mol·L－1 2mol·L－1 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋ 小于 2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－

【解析】

（1），溶液質量為，則溶液體積為，結合計算；

（2）還原性Fe2+>Br，通入氯氣先發生反應，Fe2+反應完畢，剩余的氯氣再發生反應，反應后溶液中Cl和Br的物質的量濃度相等，說明氯氣完全反應，Cl2的物質的量為，若Br沒有反應，溶液中n(Br)=0.3mol，則n(FeBr2)=0.15mol，0.15molFe2+只能消耗0.075mol的Cl2，故有部分Br參加反應，設FeBr2的物質的量為x，表示出參加反應的n(Br)，根據電子轉移守恒列方程計算x值，再根據c=nV計算；

（3）鐵離子水解制備膠體，膠體可凈化水，且水解反應為可逆反應。

（4）ClO2將CN－氧化，只生成兩種無毒氣體N2和CO2，再根據化合價升降守恒和質量守恒配平方程，依據離子方程式計算；

（1），溶液質量為，則溶液體積為，則= mol·L－1，故答案為： mol·L－1；

（2）還原性Fe2+>Br，通入氯氣先發生反應，Fe2+反應完畢，剩余的氯氣再發生反應，反應后溶液中Cl和Br的物質的量濃度相等，說明氯氣完全反應，Cl2的物質的量為，若Br沒有反應，溶液中n(Br)=0.3mol，則n(FeBr2)=0.15mol，0.15molFe2+只能消耗0.075mol的Cl2，故有部分Br參加反應，設FeBr2的物質的量為x，則n(Fe2+)=xmol，n(Br)=2xmol，未反應的n(Br)=0.3mol，參加反應的n(Br)=(2x0.3)mol，根據電子轉移守恒有x×1+[2x0.3]×1=0.15mol×2，解得x=0.2mol，所以原FeBr2溶液的物質的量濃度為，故答案為：2mol/L；

（3）FeCl3溶液可以用來凈水，其凈水的原理為，100mL2molL1的FeCl3溶液，其物質的量為0.2mol，因為水解為可逆反應，且生成膠體為微觀粒子的集合體，則生成具有凈水作用的微粒數小于0.2NA，故答案為：；小于；

（4）ClO2將CN－氧化，只生成兩種無毒氣體N2和CO2，則離子方程式為：，100m3這種污水含CN－質量為，則CN－物質的量，則需要ClO2，故答案為：；。