Question

6．FeCl₃具有凈水作用，但容易腐蝕設備；聚合氯化鐵是一種新型絮凝劑，處理污水比FeCl₃高效，且腐蝕性�。�
（1）FeCl₃腐蝕鋼鐵設備，除了H⁺作用外，另一主要原因是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．（用離子方程式表示）
（2）為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂廢液得到含F(xiàn)eCl₃的溶液．若酸性FeCl₂廢液中c（Fe²⁺）=2.0×10^-2mol/L，c（Fe3⁺）=1.0×10^-3mol/L，c（Cl^-）=5.3×10^-2mol/L，則該溶液的pH約為2．
（3）若在空氣中加熱FeCl₃•6H₂O，生成的是Fe（OH）Cl₂，寫出反應的化學方程式：FeCl₃•6H₂O=Fe（OH）Cl₂+HCl↑+5H₂O；若在干燥的HCl氣流中加熱FeCl₃•6H₂O時，能得到無水FeCl₃，其原因是在干燥的HCl氣流中抑制FeCl₃水解，且?guī)ё逨eCl₃•6H₂O受熱產(chǎn)生的水氣，所以能得到無水氯化鐵．
（4）FeCl₃在水中分三步水解（K為水解平衡常數(shù)）：
Fe³⁺+H₂O?Fe（OH）²⁺+H⁺K₁
Fe（OH）²⁺+H₂O?Fe（OH）₂⁺+H⁺K₂
Fe（OH）₂⁺+H₂O?Fe（OH）₃+H⁺K₃
以上水解反應的平衡常數(shù)K₁、K₂、K₃由大到小的順序是K₁＞K₂＞K₃．
（5）通過控制條件，以上水解產(chǎn)物聚合，生成聚合氯化鐵，離子方程式為：xFe³⁺+yH₂O?Fe_x（OH）_y^m++yH⁺
欲使平衡朝正反應方向移動，可采用的方法是bd．
a．降溫b．加水稀釋c．加入NH₄Cld．加入NaHCO₃．

Answer 1

分析 （1）鋼鐵設備中的Fe會與鐵離子反應生成亞鐵離子；
（2）根據(jù)電荷守恒：c（Cl^-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（H⁺）（酸性溶液中OH^-濃度很小，在這里可以忽略不計），據(jù)此溶液中氫離子的濃度，再根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計算；
（3）在空氣中加熱FeCl₃•6H₂O，生成的是Fe（OH）Cl₂，升高溫度促進水解，所以得不到氯化鐵，可以采用抑制水解的方法制取氯化鐵；
（4）鐵離子的水解分為三步，且水解程度逐漸減弱，所以水解平衡常數(shù)逐漸減��；
（5）控制條件使平衡正向移動，水解為吸熱反應，所以降溫平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，平衡正向移動．

解答 解：（1）Fe³⁺水解生成的Fe（OH）₃膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，可起到凈水的作用；鋼鐵設備中的Fe會與鐵離子反應生成亞鐵離子，離子方程式是：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：Fe³⁺水解生成的Fe（OH）₃膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）根據(jù)電荷守恒：c（Cl^-）=2c（Fe²⁺）+3c（Fe³⁺）+c（H⁺）（酸性溶液中OH^-濃度很小，在這里可以忽略不計），則c（H⁺）=c（Cl^-）-2c（Fe²⁺）-3c（Fe³⁺）=1.0×10^-2mol•L^-1，則溶液pH=-lg1.0×10^-2=2，
故答案為：2；
（3）若在空氣中加熱FeCl₃•6H₂O，生成的是Fe（OH）Cl₂，根據(jù)反應物、生成物及反應條件知，該反應的化學方程式：FeCl₃•6H₂O=Fe（OH）Cl₂+HCl↑+5H₂O，升高溫度促進水解，所以得不到氯化鐵，為抑制水解，需要在干燥的HCl氣流中加熱FeCl₃•6H₂O來得到FeCl₃，
故答案為：FeCl₃•6H₂O=Fe（OH）Cl₂+HCl↑+5H₂O；在干燥的HCl氣流中抑制FeCl₃水解，且?guī)ё逨eCl₃•6H₂O受熱產(chǎn)生的水氣，所以能得到無水氯化鐵；
（4）鐵離子的水解分為三步，且水解程度逐漸減弱，所以水解平衡常數(shù)逐漸減小，則K₁＞K₂＞K₃；
故答案為：K₁＞K₂＞K₃；
（5）控制條件使平衡正向移動，使平衡正向移動，因為水解為吸熱反應，所以降溫，平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入氯化銨，氯化銨溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，所以氫離子濃度降低，平衡正向移動，故選bd；

點評 本題考查鹽的水解原理、電荷守恒的計算以及平衡移動影響因素等，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用難度，難度中等．