聚合氯化铝铁[FeaAlb(OH)cCld]m是一种性能优良的无机高分子絮凝剂,在净水行业得到广泛应用.

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-15 09:32:40 高中化学

聚合氯化铝铁[FeaAlb(OH)cCld]m是一种性能优良的无机高分子絮凝剂,在净水行业得到广泛应用.

(1)在[FeaAlb(OH)cCld]m中d=______ .(用a、b、c表示)

(2)聚合氯化铝铁净水的性能优于氯化铝和氯化铁的原因可能是______

(3)为确定聚合氯化铝铁的组成,进行如下实验:

①准确称取5.745g样品,配成500mL溶液.取10mL溶液于锥形瓶中,加适量盐酸,滴加稍过量氯化亚锡溶液.加氯化汞溶液2mL,充分反应后用0.0100mol•L﹣1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液10.00mL.相关反应如下:2FeCl3+SnCl2═2FeCl2+SnCl4;

SnCl2+2HgCl2═SnCl4+Hg2Cl2; 6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2CrCl3+2KCl+7H2O

②准确称取5.745g样品,加入足量的盐酸充分溶解,然后加入足量氨水,过滤、洗涤、灼烧,得固体3.420g.

根据以上实验数据计算聚合氯化铝铁样品中的n(Fe3+):n(Al3+).(写出计算过程)

【答案】

(1)3a+3b﹣c

(2)聚合氯化铝铁水解后,比氯化铝或氯化铁水解后的溶液酸性弱,对本身水解的抑制程度小;

(3)

解:已知发生的反应为:2FeCl3+SnCl2=2FeCl2+SnCl4,SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl2,6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2CrCl3+2KCl+7H2O,

根据6FeCl3~6FeCl2~K2Cr2O7,可知,

n(Fe3+)=6n(K2Cr2O7)=6×0.0100mol•L﹣1×0.0100L=6.000×10﹣4mol,

则500mL溶液n(Fe3+)=6.000×10﹣4mol×1=0.0300 mol,

准确称取5.745g样品,加入足量的盐酸充分溶解,然后加入足量氨水,过滤、洗涤、灼烧,得固体3.420g,该固体为氧化铁与氧化铝,

其中n(Fe2O3)=2n(Fe3+)=0.0150 mol,

则 m(Fe2O3)=0.0150 mol×160 g•mol﹣1=2.400 g,

所以m(Al2O3)=3.420 g﹣2.400 g=1.020 g,n(Al2O3)=3=0.0100mol,n(Al3+)=0.0200 mol,

n(Fe3+):n(Al3+)=0.0300 mol:0.0200 mol=3:2

答:聚合氯化铝铁样品中的n(Fe3+):n(Al3+)为3:2.

【解析】

(1)FeaAlb(OH)cCld中Fe为+3价,Al为+3价,H为+1价,O为﹣2价,由元素化合价的代数和为零可得,3a+3b+c+(﹣2)c+(﹣1)d=0,即d=3a+3b﹣c;所以答案是:3a+3b﹣c;

(2)由[FeaAlb(OH)cCld]m的化学式可知,其水解生成的氢离子比氯化铝或氯化铁水解后生成的氢离子少,溶液的酸性弱,对本身水解的抑制程度小,水解程度大,水解生成的氢氧化铁或氢氧化铝的物质的量大,所以聚合氯化铝铁净水的性能优于氯化铝和氯化铁;

所以答案是:聚合氯化铝铁水解后,比氯化铝或氯化铁水解后的溶液酸性弱,对本身水解的抑制程度小;

(3)已知发生的反应为:2FeCl3+SnCl2=2FeCl2+SnCl4 , SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl2 , 6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2CrCl3+2KCl+7H2O,

根据6FeCl3~6FeCl2~K2Cr2O7 , 可知,n(Fe3+)=6n(K2Cr2O7)=6×0.0100mol•L﹣1×0.0100L=6.000×10﹣4mol,

则500mL溶液n(Fe3+)=6.000×10﹣4mol×1=0.0300 mol,

准确称取5.745g样品,加入足量的盐酸充分溶解,然后加入足量氨水,过滤、洗涤、灼烧,得固体3.420g,该固体为氧化铁与氧化铝,

其中n(Fe2O3)=2n(Fe3+)=0.0150 mol,则 m(Fe2O3)=0.0150 mol×160 g•mol﹣1=2.400 g,

所以m(Al2O3)=3.420 g﹣2.400 g=1.020 g,n(Al2O3)=3=0.0100mol,n(Al3+)=0.0200 mol,

n(Fe3+):n(Al3+)=0.0300 mol:0.0200 mol=3:2

答:聚合氯化铝铁样品中的n(Fe3+):n(Al3+)为3:2.

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