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净水的原理是            ，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）            ；

（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（Fe²⁺）=2.0×10^﹣2mol•L^﹣1，c（Fe³⁺）=1.0×10^﹣3mol•L^﹣1，c（Cl^﹣）=5.3×10^﹣2mol•L^﹣1，则该溶液的pH约为            ；

②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式：

      ClO₃^﹣+          Fe²⁺+          =          Cl^﹣+          Fe³⁺+          。

（3）FeCl₃在溶液中分三步水【解析】

Fe³⁺+H₂OFe（OH）²⁺+H⁺              K₁

Fe（OH）²⁺+H₂OFe（OH）₂⁺+H⁺      K₂

Fe（OH）₂⁺+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            ．

Answer

Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质； 2Fe3++Fe＝3Fe2+；

2；1；6；6H+；1；6；3H2OK1＞K2＞K3

【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；

【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；该题综合性强，综合考查了学生的分析问题、解决问题的能力。