聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。现用一定质量的铁的氧化物(如下图)为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下:
(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸量取_______mL来配制250mL4.8 mol·L-1的硫酸溶液,所用的仪器除烧杯、玻璃棒和移液管外,还需要的玻璃仪器_____________。
(2)步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是_____________。
A.控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比
B.确定下一步还原所需铁的量
C.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量
D.确保铁的氧化物酸溶完全
(3)①写出步骤Ⅳ中用NaClO3氧化时的离子方程式____________________(提示:ClO3-转化为Cl-);
②已知1mol HNO3的价格为0.16元,1mol NaClO3的价格为0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作为氧化剂的利弊,利是__________,弊是____________。
(4)为了分析产品聚合硫酸铁溶液中SO42-与Fe3+ 物质的量之比,有人设计了以下操作
(a)取25mL聚合硫酸铁溶液,加入足量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,白色沉淀经过过滤、洗涤、干燥后,称重,其质量为m g。
(b)另取25mL聚合硫酸铁溶液,加入足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成250mL溶液,取该溶液25.00mL,用KMnO4酸性溶液滴定,到达终点时用去0.1000 mol/L KMnO4标准溶液VmL。离子方程式为:5Fe2+ + MnO4-+ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
①判断(a)步骤溶液中SO42-离子已沉淀完全的方法是__________________;
②在(b)步骤中判断达到终点的现象是_______________;
③聚合硫酸铁中SO42-与Fe3+的物质的量之比为____________(用含m、V的代数式表示)。
(1)65.2mL;250mL容量瓶、胶头滴管
(2)BC
(3)①6Fe2+ + ClO3- + 6H+ = 6Fe3+ + Cl- + 3H2O
②利:原料成本较低;弊:产生气体对大气有污染
(4)①取上层清夜,滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生,则溶液中SO42-已沉淀完全;②溶液由浅蓝色变为浅紫红色,且半分钟内不变色;③