Question

FeCl₃ 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃ 高效，且腐蚀性小。（已知25℃Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^﹣38       lg2=0.3）

请回答下列问题：

（1）FeCl₃ 净水的原理是____________    。(用离子方程式表示)，Fe³⁺水解生成的Fe(OH)₃胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，常温下此反应的平衡常数为_________________(填写数值）。

（2）将FeCl₃ 溶液与NaHCO₃ 溶液混合，其离子方程式为     _______________。

（3）25℃时pH=3的溶液中，c（Fe³⁺）=   mol•L^﹣1要使Fe³⁺  沉淀完全，pH应大于________。

（4）FeCl₃ 在溶液中分三步水解：

Fe^3＋+H₂O Fe(OH)²⁺+H^＋   K₁

Fe(OH)²⁺+H₂OFe(OH)₂⁺+H^＋   K₂

Fe(OH)⁺+H₂OFe(OH)₃+H^＋      K₃

以上水解反应的平衡常数K₁、K₂、K₃由大到小的顺序是               。

通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：

xFe³⁺+yH₂OFe_x(OH)_y^(3x-y)++yH⁺     欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）          。

a．降温   b．加水稀释  c．加入NH₄Cl   d．加入NaHCO₃

（5） FeCl₃溶液可腐蚀印刷电路板，其反应为Cu +2FeCl₃＝CuCl₂+2FeCl₂ 要将此反应设计在原电池中进行，则正极反应式为__________。

Answer

（1）Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ 2.5×10-5 （2）Fe3＋＋3HCO3－＝Fe(OH)3↓＋3CO2↑

（3） 4×10-5 3.2 （4）K1＞K2＞K3 b d （5）Fe3++e-＝Fe2+

【解析】

试题分析：（1）FeCl3是强酸弱碱盐，在溶液中净水的原理是Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，从而达到净化水的作用，方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋；根据方程式可知该反应的平衡常数K＝＝2.5×10-5；

（2）铁离子和碳酸氢根离子水解相互促进，方程式为Fe3＋＋3HCO3－＝Fe(OH)3↓＋3CO2↑。

（3）pH＝3，则溶液中氢离子浓度是0.001mol/L，所以氢氧根离子的浓度是10－11mol/L，所以根据氢氧化铁的溶度积常数可知溶液中铁离子的浓度是mol/L＝4×10-5 mol/L。当铁离子浓度需要10－5mol/L时可以认为沉淀完全，则此时氢氧根离子的浓度是，所以溶液中氢离子浓度是＝，则pH＝3.2。

（4）盐的水解是逐步进行的，由于第一步水解产生的H+会对第二步水解平衡起抑制作用，第二步水解会对第三步水解平衡起抑制作用，所以水解程度逐渐减小，因此水解平衡常数逐渐减小，故K1＞K2＞K3；a．由于盐的水解反应是吸热反应，降低温度，化学平衡会向放热的逆反应方向移动，不利于盐的水解，a错误；b．加水稀释，由于生成的离子浓度减小的多，平衡正向移动，有利于盐的水解，b正确；c．NH4Cl是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，若向溶液中加入NH4Cl，由于 c(H+)增大，平衡逆向移动，对盐的水解不利，c错误；d．NaHCO3是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，若向溶液中加入NaHCO3，该盐水解产生的OH-会中和消耗溶液中的H+，使c(H+)减小，化学平衡正向移动，促进了盐的水解，d正确，答案选bd；

（5）正极得到电子，则正极反应式是铁离子得到电子转化为亚铁离子，方程式为Fe3++e-＝Fe2+。

考点：考查铁的化合物应用的有关判断与计算