Question

铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用．
Ⅰ．铁触媒（+2价铁和+3价铁组成的氧化物）是工业合成氨的催化剂．某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量．根据题意回答相关问题：
（1）步骤①中需用1.50mol?L^-1的硫酸100mL，若用18.4mol?L^-1的浓硫酸来配制，则需要用量筒量取浓硫酸

 

mL
（2）步骤②通入Cl₂的目的是

 

（用离子方程式表示）
（3）步骤④后需用

 

（填仪器名称）取25.00mL稀释后溶液．
（4）步骤⑤消耗0.10mol?L^-1的Na₂SO₃溶液25.00mL，则铁触媒中铁的质量分数为

 

Ⅱ．目前的研究表明，铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理．
用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，写出反应的离子反应方程式

 

，处理废水时既利用K₂FeO₄强氧化性，又利用生成氢氧化铁胶体的

 

作用．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,离子方程式的书写,胶体的应用

专题：

分析：Ⅰ、（1）依据溶液中溶质不变计算得到；
（2）步骤②通入Cl₂的目的是把亚铁离子氧化为铁离子；
（3）步骤④后的溶液显酸性，依据取用体积为25.00ml，则需用精确量具酸式滴定管取用；
（4）依据铁离子和亚硫酸钠溶液反应的定量关系计算铁元素质量分数；
Ⅱ、用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，铁元素化合价降低，氧元素化合价升高生成氧气，结合电荷守恒配平书写离子方程式；氢氧化铁胶体具有吸附作用．

解答： 解：Ⅰ、（1）步骤①中需用1.50mol?L^-1的硫酸100mL，若用18.4mol?L^-1的浓硫酸来配制，依据溶液稀释过程中溶质物质的量不变列式计算，1.50mol?L^-1×0.100L=18.4mol?L^-1×V，V=0.0082L=8.2ml，则需要用量筒量取浓硫酸.2ml；故答案为：8.2；
（2）步骤②通入Cl₂的目的是氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）步骤④后的溶液显酸性，依据取用体积为25.00mL，则需用精确量具酸式滴定管取用，故答案为：酸式滴定管；
（4）步骤⑤消耗0.10mol?L^-1的Na₂SO₃溶液25.00mL，
            SO₃^2-+2Fe³⁺+H₂O=2Fe²⁺+2H⁺+SO₄^2-
            1     2
0.10mol/L×0.025L  n
n=0.05mol，250ml溶液中铁元素物质的量=0.05mol×

250

25

=0.5mol，则铁触媒中铁的质量分数为

0.5mol×56g/mol

7.84g

×100%=35.7%，故答案为：35.7%；
Ⅱ．用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，铁元素化合价降低，氧元素化合价升高生成氧气，结合电荷守恒配平书写离子方程式为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂↑；氢氧化铁胶体具有吸附作用，能吸附悬浮在水中的杂质净水，发生聚沉；
故答案为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂↑；聚沉．

点评：本题考查了物质性质的分析，物质组成的实验探究方法和实验过程分析判断，氧化还原反应实质理解和化学式变化的计算应用，掌握基础是关键，题目难度较大．