聚合硫酸鐵(PFS)是一種新型高效的無機(jī)高分子絮凝劑,廣泛用于水的處理.現(xiàn)用一定質(zhì)量的鐵的氧化物(如下圖)為原料來制取聚合硫酸鐵,為控制水解時(shí)Fe
3+的濃度,防止生成氫氧化鐵沉淀,原料中的Fe
3+必須先還原為Fe
2+.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)實(shí)驗(yàn)室用18.4mol?L
-1的濃硫酸配制250mL4.8mol?L
-1的硫酸溶液,所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和吸量管(一種帶有刻度的移液管)外,還需
250mL容量瓶、膠頭滴管
250mL容量瓶、膠頭滴管
.
(2)步驟Ⅱ取樣分析溶液中的Fe
2+、Fe
3+的含量,目的是
BC
BC
.
A.控制溶液中Fe
2+與Fe
3+含量比 B.確定下一步還原所需鐵的量
C.確定氧化Fe
2+所需NaClO
3的量 D.確保鐵的氧化物酸溶完全
(3)寫出步驟Ⅳ中用NaClO
3氧化時(shí)的離子方程式
6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(提示:ClO
3-轉(zhuǎn)化為Cl
-);
已知1mol HNO
3的價(jià)格為0.16元,1mol NaClO
3的價(jià)格為0.45元,評價(jià)用HNO
3代替NaClO
3作為氧化劑的利弊,利是
原料成本較低
原料成本較低
,弊是
產(chǎn)生氣體對大氣有污染
產(chǎn)生氣體對大氣有污染
.
(4)為了分析產(chǎn)品聚合硫酸鐵溶液中SO
42-與Fe
3+物質(zhì)的量之比,有人設(shè)計(jì)了以下操作:
(a)取25mL聚合硫酸鐵溶液,加入足量的BaCl
2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,白色沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后,稱重,其質(zhì)量為m g.
(b)另取25mL聚合硫酸鐵溶液,加足量銅粉,充分反應(yīng)后過濾、洗滌,將濾液和洗液合并配成250mL溶液,取該溶液25.00mL,用KMnO
4酸性溶液滴定,到達(dá)終點(diǎn)時(shí)用去0.1000mol/L KMnO
4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL.反應(yīng)的離子方程式為:5Fe
2++MnO
4-+8H
+=5Fe
3++Mn
2++4H
2O
回答下列問題:
①判斷(a)步驟溶液中SO
42-離子已沉淀完全的方法是
取上層清夜,滴加BaCl2溶液,若無沉淀產(chǎn)生,則溶液中SO42-已沉淀完全
取上層清夜,滴加BaCl2溶液,若無沉淀產(chǎn)生,則溶液中SO42-已沉淀完全
;
②在(b)步驟中判斷達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是
溶液由淺藍(lán)色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內(nèi)不變色
溶液由淺藍(lán)色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內(nèi)不變色
;
③聚合硫酸鐵中SO
42-與Fe
3+的物質(zhì)的量之比為
(用含m、V的代數(shù)式表示).