Question

聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理．用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，
原料中的Fe³⁺必須先還原為Fe²⁺．實驗步驟如下：
（1）用18mol/L的硫酸精確配制500ml  2mol/L的硫酸，所需的玻璃儀器除燒杯、量筒外，還需要

玻璃棒；500ml容量瓶；膠頭滴管

（2）步驟 II取樣分析溶液中的Fe²⁺、Fe³⁺的含量，目的是

bc

．
（a） 控制溶液中Fe²⁺與Fe³⁺含量比 （b） 確定下一步還原所需鐵的量
（c） 確定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量  （d） 確保鐵的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO₃氧化時反應方程式如下：6FeSO₄+NaClO₃+3H₂SO₄═3Fe₂（SO₄）₃+NaCl+3H₂O
已知1mol HNO₃價格0.16元、1mol NaClO₃價格0.45元，評價用稀HNO₃代替NaClO₃作氧化劑的利弊（假設HNO₃還原產物只有NO），利是

原料成本低

，弊是

產生的氣體對大氣有污染

（可不填滿）
（4）聚合硫酸鐵溶液中SO₄²?與Fe³⁺物質的量之比不是3：2，根據下列提供的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產品溶液中SO₄²?與Fe³⁺物質的量之比．
①測定時所需的試劑

ac

．
（a） NaOH（b） FeSO₄（c） BaCl₂（d） NaClO₃
②需要測定

Fe₂O₃

和

BaSO₄

的質量（填寫化合物的化學式）．
③選出測定過程中所需的基本操作

bed

（按操作先后順序列出）．
（a） 萃取、分液（b） 過濾、洗滌（c） 蒸發、結晶 （d） 冷卻、稱量（e）烘干．

Answer 1

分析：（1）根據配制一定質量分數溶液的基本步驟：計算、量取、溶解分析用到的儀器；（2）為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺先被還原為Fe²⁺再被氧化為Fe³⁺；（3）從環保和成本方面考慮；（4）①根據將SO₄²?與Fe³⁺都采用沉淀法加以測定；②根據測定Fe₂O₃來測定Fe³⁺的物質的量，根據測定 BaSO₄的質量來測定SO₄²?的物質的量考慮；③根據測定沉淀的質量分析基本步驟；

解答：解：（1）用濃硫酸配稀硫酸的基本步驟是計算、量取、溶解，所以用到500ml容量瓶、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒；
（2）因為控制水解時Fe³⁺的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe³⁺先被還原為Fe²⁺；所以確定下一步還原所需鐵的量，再被氧化為Fe³⁺；需要確定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量；
（3）從環保和成本方面考慮，利是原料成本較低，弊是產生氣體對大氣有污染；
（4）因SO₄^2-與Fe³⁺都采用沉淀法加以測定，根據測定Fe₂O₃測定Fe³⁺的物質的量，根據測定 BaCl₂的質量來測定SO₄²?的物質的量；從溶液中獲得沉淀，要先過濾、洗滌，烘干，冷卻再稱量沉淀質量，根據沉淀質量再進行計算即可．
故答案為：（1）玻璃棒；500ml容量瓶；膠頭滴管；（2）bc；（3）利：原料成本低；弊：產生的氣體對大氣有污染；（4）①ac；②Fe₂O₃和BaSO₄；③b； e；d．

點評：本題考查學生對實驗方案的理解和設計，溶液配制，注意基礎知識的掌握．