Question

Fe元素是地壳中最丰富的元素之一，在金属中仅次于铝，铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe₃₄+4CO3Fe+4C0₂，若有1mol Fe₃₄参加反应，转移电子的物质的量是______mol；
（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是______；
（3）钢铁的电化腐蚀简单示意图如右，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向______；
（4）硫酸亚铁晶体常作医药上的补血剂．课外研究性小组测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如下：

请回答下列问题：
①证明步骤①所得滤液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加H₂O₂，此过程的现象为：______；
②若该实验温度下，步骤③中难溶物的溶度积为Ksp=8×l0^-38，试计算该物质沉淀完全所需要的pH=______（已知溶液中离子浓度小于10^-5mol时，该离子可看做沉淀完全；lg2=0.3）；
③步骤④中一系列的操作步骤为：过滤、______、灼烧、冷却、称量；
④若实验过程中无损耗，最后称量得到a克红棕色的固体，则每片补血剂中含铁元素的质量为______g．（用含a的式子表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据Fe的得电子数等于C的失电子数来分析；
（2）根据水解平衡移动来分析；
（3）由图可知，Fe活泼，在原电池中作负极而被腐蚀，则利用外加电源的阴极保护法来保护Fe，在内电路电子由正极流向负极；
（4）①Fe²⁺为浅绿色，被氧化后生成Fe³⁺，遇KSCN溶液变为血红色；
②步骤③中难溶物为Fe（OH）₃，Ksp=8×l0^-38，由Fe³⁺的浓度为10^-5mol/L来计算；
③根据过滤及最后称重来分析；
④由铁原子守恒可知，2Fe～Fe₂O₃，以此来计算片补血剂中含铁元素的质量．
解答：解：（1）1molFe₃₄参加反应，Fe原子得电子，而C原子失去电子，4molCO作还原剂，则转移的电子为4mol×（4-2）=
8mol，故答案为：8；
（2）因Fe³⁺水解生成氢氧化铁胶体，能够净化水，但在酸性条件下抑制了水解，使水解平衡逆向移动，无法得到
Fe（OH）₃胶体，故不能够吸附悬，
故答案为：因酸性废液中，将会Fe³⁺抑制的水解，无法得到Fe（OH）₃胶体，故不能够吸附悬；
（3）由图可知，Fe活泼，在原电池中作负极而被腐蚀，则利用外加电源的阴极保护法来保护Fe，让Fe作阴极，在内电路电子由正极流向负极，
如图所示，故答案为：；
（4）①Fe²⁺为浅绿色，被氧化后生成Fe³⁺，遇KSCN溶液变为血红色，故答案为：H₂O₂溶液由浅绿色变为血红色；
②步骤③中难溶物为Fe（OH）₃，Ksp=8×l0^-38，由Fe³⁺的浓度为10^-5mol/L可知，c（OH^-）=，
c（H⁺）=，lg2=0.3pH=3.3，故答案为：3.3；
③步骤④生成沉淀，则需要过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量可得到固体的质量，故答案为：洗涤；
④由铁原子守恒可知，2Fe～Fe₂O₃，a克红棕色的固体，则Fe的质量为×2×56g/mol=0.7ag，
所以每片中含有Fe元素的质量为=0.07ag，故答案为：0.07a．
点评：本题考查氧化还原反应、电化学、水解、溶度积的计算、守恒法的计算等，考查知识点较多，难度较大，且计算较繁琐，对学生的能力要求较高．