Question

【題目】聚合氯化鐵[Fe2(OH)nCl6-n]m簡稱PFC，是一種新型高效的無機高分子凈水劑。以FeCl2·4H2O為原料，溶于稀鹽酸并加入少量的NaNO2，經(jīng)氧化、水解、聚合等步驟，可制備PFC。

(1)在稀鹽酸中，NaNO2會與Fe2+反應生成一種無色氣體M，氣體M對該反應有催化作用，其催化原理如圖所示。 M的化學式為______； Fe2+在酸性條件下被O2氧化的離子方程式為_______。

(2)鹽基度[B＝ × 100%]是衡量凈水劑優(yōu)劣的一個重要指標。鹽基度越小，凈水劑對水pH變化的影響______。(填“越大”、“越小”或“無影響”)

(3)PFC樣品中鹽基度(B)的測定：

已知：PFC樣品的密度ρ = 1.40 g·mL1，樣品中鐵的質量分數(shù)ω(Fe) = 16%

步驟1：準確量取1.00 mL PFC樣品置于錐形瓶中。

步驟2：加入一定體積0.05000 mol·L1的鹽酸標準溶液，室溫靜置后，加入一定體積的氟化鉀溶液(與Fe3+反應，消除Fe3+對實驗的干擾)，滴加數(shù)滴酚酞作指示劑，立即用0.05000 mol·L1氫氧化鈉標準溶液滴定至終點，消耗氫氧化鈉標準溶液13.00 mL。

步驟3：準確量取1.00 mL蒸餾水樣品置于錐形瓶中，重復步驟2操作，消耗氫氧化鈉標準溶液49.00 mL。

根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算PFC樣品的鹽基度(B)(寫出計算過程)_______。

Answer 1

【答案】NO 4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O 越大 樣品中OH的物質的量濃度： n(OH)＝ n1(NaOH) n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L1× (49.00 13.00) × 103L＝1.8 × 103mol；

c(OH)＝＝ ＝1.8 × 103mol·L1；

樣品中Fe3+的物質的量濃度： c(Fe3+)＝＝ ＝4.0 × 103mol·L1；

B＝ × 100% ＝× 100%＝ 15%。

【解析】

(3)該滴定實驗時測定PFC樣品中的鹽基度，鹽基度B＝ × 100%；先根據(jù)樣品的密度、鐵的質量分數(shù)計算所取樣品中Fe3+的濃度；然后加入一定體積的鹽酸標準溶液充分反應，加入KF消除Fe3+對實驗的干擾，之后用氫氧化鈉標準液滴定剩余的鹽酸的量；再利用蒸餾水重復操作，滴定加入的鹽酸標準液的總量，總量減去剩余量即可得到樣品中氫氧根消耗的鹽酸標準的量。

(1)在稀鹽酸中，NaNO2會將Fe2+氧化成Fe3+，該過程中NaNO2應作為氧化劑，據(jù)圖可知，M與Fe2+可以生成Fe(NO)2+，鐵元素化合價沒有變化，則N元素化合價也不變，所以M應為NO；Fe2+在酸性條件下被O2氧化，應生成Fe3+，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得離子方程式應為4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O；

(2)鹽基度B＝ × 100%，鹽基度越小，[Fe2(OH)nCl6-n]m中n的值越小，則c(OHˉ)越小，生成的Fe(OH)3膠體的量越少，溶液中c(Fe3+)越大，水解效果越強，對水pH變化的影響越大；

(3)根據(jù)分析，樣品中OH的物質的量濃度： n(OH)＝ n1(NaOH) n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L1× (49.00 13.00) × 103L＝1.8 × 103mol；c(OH)＝＝ ＝1.8 × 103mol·L1；

樣品中Fe3+的物質的量濃度：c(Fe3+)＝＝ ＝4.0 × 103mol·L1；

B＝ × 100% ＝× 100%＝ 15%。