题目内容

19.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)黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料.高温下可发生反应:3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4该过程中若有1.5mol FeS2参加反应,则反应过程中转移16mol电子.
(2)氯化铁溶液显酸性,原因是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+(离子方程式解释),用惰性电极电解氯化铁溶液之初,阳极电极反应式为:Cl--2e-=Cl2↑.
(3)K2FeO4可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂.原因是:+6价的铁具有强氧化性可以杀菌消毒,其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体净水.目前,人们针对K2FeO4的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展.下列物质中有可能提高化合物K2FeO4水溶液稳定性的是B
A.亚硫酸钠B.KOHC.醋酸D.Fe(NO33
(4)K2FeO4与Zn组成新型二次电池高铁电池,电解液为碱溶液,其反应式为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH$?_{放电}^{充电}$3Zn+2K2FeO4+8H2O
放电时电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2;充电时电解液的pH减小(填“增大”“减小”或“不变”之一).

分析 (1)3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4中,Fe、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低;
(2)氯化铁溶液中,铁离子部分水解,溶液显示酸性;用惰性电极电解氯化铁溶液之初,阳极电极反应式为氯离子失电子放出氯气;
(3)K2FeO4中铁元素化合价为+6价,价态高,+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物Fe元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉;在常温和干燥的条件下,化合物K2FeO4可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定等分析如何提高K2FeO4水溶液稳定性;
(4)Zn元素的化合价升高,放电时负极上Zn失去电子;由电池反应可知,充电时消耗KOH.

解答 解:(1)3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4中,Fe、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低,1.5molFeS2参加反应,则消耗氧气为4mol,由O元素的化合价变化可知,转移的电子为4mol×2×(2-0)=16mol,故答案为:16;
(2)氯化铁溶液中,铁离子结合水电离的氢氧根离子生成氢氧化铁,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子,溶液显示酸性,铁离子水解的方程式为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,用惰性电极电解氯化铁溶液之初,阳极电极反应式为氯离子失电子放出氯气,反应式为Cl--2e-=Cl2↑;
故答案为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+;Cl--2e-=Cl2
(3)K2FeO4中铁元素化合价为+6价,价态高,易得电子,表现强氧化性,+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒,还原产物Fe元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉,
A.亚硫酸钠具有还原性,会被高铁酸钾氧化,故A错误;
B.高铁酸钾在碱性条件下生成,故B正确;
C.高铁酸钾在水溶液中不稳定,与酸反应,故C错误;
D.在常温和干燥的条件下,高铁酸钾可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,故D错误;
故答案为:+6价的铁具有强氧化性可以杀菌消毒,其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体净水;B;
(4)Zn元素的化合价升高,放电时负极上Zn失去电子,电极反应为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2,由电池反应可知,充电时消耗KOH,则pH减小,
故答案为:Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2;减小.

点评 本题为小综合,涉及氧化还原反应、盐的水解反应及原电池原理,把握反应中元素的化合价变化及发生的氧化反应为解答的关键,注意原电池与氧化还原反应的关系,题目难度不大.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网