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。请回答下列问题：

（1）FeCl₃ 溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是          （用离子方程式表示），FeCl₃ 净水的原理是                            。

（2）为节约成本，工业上用NaClO₃ 氧化酸性FeCl₂ 废液得到FeCl₃。

①若酸性FeCl₂ 废液中c(Fe^2＋)＝2.0×10^-2mol·L^-1, c(Fe^3＋) ＝ 1.0 × 10^-3 mol·L^-1 , c(Cl^－) ＝ 5.3 × 10^-2 mol·L^-1,则该溶液的pH约为              。

②完成NaClO₃ 氧化FeCl₂ 的离子方程式： Fe^2＋+ClO₃^－+ = Fe^3＋+Cl^－+。

（3）FeCl₃在溶液中分三步水【解析】

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． 加水稀释        B．降温        C．加入NH₄HCO₃        D．加入NH₄Cl

室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是           。

Answer

（1）2Fe3++ Fe＝3Fe2+ ；

Fe3+水解产生的Fe (OH)3胶体离子能吸附水中悬浮的杂质

（2）①2 ②6 1 6H+ 6 1 3H2O

（3）K1＞K2＞K3 ac 调节溶液的pH

【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；FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除其电离产生的Fe3+水解使溶液显酸性，H＋作用外，另一主要原因是Fe3+有强的氧化性，与铁发生氧化还原反应，反应的离子方程式是：2Fe3++Fe＝3Fe2+；

（2）①根据任何溶液都呈电中性，由于c(Fe2＋)＝2.0×10-2mol·L-1，c(Fe3＋)＝1.0×10-3mol·L-1， c(Cl－)＝5.3×10-2mol·L-1，2c(Fe2＋)+3c(Fe3＋)+c(H+)＝c(Cl－)，2×2.0×10-2mol·L-1+ 3×1.0×10-3mol·L-1+ c(H+)＝5.3×10-2mol·L-1，解得c(H+)＝1.0×10-2mol·L-1，所以pH＝2；

②NaClO3能在酸性条件下氧化FeCl2，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式是ClO3－+ 6Fe2＋+6H+＝Cl－+ 6Fe3＋+3H2O；

（3）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．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，a正确；b．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，b错误； c．碳酸氢铵溶液显弱碱性，若向溶液中加入碳酸氢铵，该盐水解产生的OH-会消耗溶液中的H+，使c(H+)减小，化学平衡正向移动，促进了盐的水解，c正确；d．NH4Cl是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，若向溶液中加入NH4Cl，由于生成物H+的c(H+)增大，平衡逆向移动，对盐的水解不利，d错误，答案选ac；从反应的离子方程式中可知，氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成，所以关键步骤是调节溶液的pH。

【考点定位】本题主要考查了对铁的化合物性质的应用，氧化还原反应方程式的配平等

【名师点睛】盐水解的应用之一为用作净水剂，与盐水解产生的胶体粒子的吸附作用有关，涉及的知识点仍是盐的水解；溶液pH的计算需计算溶液中的氢离子浓度，根据溶液中的电荷守恒、溶度积、水的离子积常数等来计算；化学方程式的配平，首先判断该反应是否为氧化还原反应，若为氧化还原反应，则先根据得失电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的系数，再根据电荷守恒，配平方程式中离子的系数，最后根据质量守恒定律配平其余物质的系数；对于多步反应的平衡常数的判断，根据方程式之间的关系，写出平衡常数的表达式，找出其中的数学关系即可；平衡移动的判断，根据勒夏特列原理，结合条件的改变判断平衡移动的方向。该题包括的知识点很多，但彼此之间的联系不大。每个小题都是一个独立的题目。综合考查了学生的分析问题、解决问题的能力。