Question

【题目】铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序 。

（2）FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比，大大降低了污水处理后水的浑浊度，显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度，反而使二者的浓度降低，原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物，进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知：Ksp(Fe(OH)3＝4.0×10－38，则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为 mol·L－1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式 。

（3）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图：

用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是 。(填化学式)

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为 ；电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】（1）c(SO)＞c(NH)＞c(Fe3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)

（2）4.0×10－17 ；3Mn2＋＋2MnO＋2H2O＝ 5MnO2↓＋4H＋

（3）①SO2 ②450 ③2∶1

（4）[Fe(CN)6]4－－e－＝ [Fe(CN)6]3－ 变大

【解析】

试题分析：

（1）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]水解溶液显酸性，三价铁离子的水解大于铵根离子的水解，硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序为c(SO)＞c(NH)＞c(Fe3＋)＞c(H＋)＞c(OH－) ；

（2）沉淀过滤后溶液中c(Fe3＋)约为==4.0×10－17；KMnO4将Mn2+氧化为固相的+4价锰的化合物的离子方程式为3Mn2＋＋2MnO＋2H2O＝ 5MnO2↓＋4H＋；

（3）①根据图示，ZnFe2Ox除去SO2的过程中铁元素的化合价升高，氧化剂是SO2；②ZnFe2O3中铁的化合价由+2价变成+3价，NO2中N的化合价由+4价变成0价，根据得失电子守恒，需要ZnFe2O3的物质的量为2mol，质量为2mol×225g/mol=450g；③ZnFe2O4反应后铁的化合价变成+2.5，设ZnFe2O4的物质的量为x，H2的物质的量为y，根据得失电子守恒，有[+3-(+2.5)]×2x=2y，x:y=2:1；

（4）电解时，阳极发生氧化反应，电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－＝ [Fe(CN)6]3－，电解时阴极反应式为2HCO3-+2 e-═H2↑+2CO32-，由于CO32-的水解程度大于HCO3-，所以碱性增强，则pH变大。