题目内容
铁是地壳中含量第二的金属元素，其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(―)工业废水中含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理。常用的处理方法是电解法，该法用Fe作电极电解含Cr2O72－的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀。
（1）用Fe作电极的目的是 。
（2）阴极附近溶液pH升高的原因是_ (用电极反应式解释）；溶液中同时生成的沉淀还有 。
(二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：
已知①某赤铁矿石含60.0%Fe2O3、3.6%FeO，还含有Al2O3、MnO2、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：
（3）步骤②中加双氧水的目的是
，pH控制在3.4的作用是
，已知25℃时，Ksp[Cu（OH）2] =2.0
10-20，该温度下反应：Cu2＋＋2H2O
Cu(OH)2＋2H＋的平衡常数K=
。
（4）如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净？ 。
（5）制备氮化铁磁粉的反应：Fe＋NH3
FexNy＋H2 (未配平）,若整个过程中消耗氨气34.0g，消耗赤铁矿石2 kg，设整个过程中无损耗，则FexNy磁粉的化学式为
。
（1）提供还原剂Fe2+
（2）2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O－2e－=H2＋2OH－)；Fe(OH)3
（3）将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；使溶液中的Fe3+完全沉淀，而其他金属离子不沉淀；5.0×10-9
（4）取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则表明沉淀没有洗净；若无沉淀生成，则表明已洗净。
（5）Fe8N
【解析】
试题分析：（1）根据题意，Cr2O72－和CrO42－被还原为Cr3+，因此需要还原剂，而Fe作电极电解时产生的Fe2+具有还原性，Fe2+被氧化为Fe3+。
（2）电解时，阴极H+放电产生H2，剩余OH-，溶液显碱性。溶液中的金属离子除了Cr3+，还有Fe3+，因此还会生成Fe(OH)3。
（3）根据流程图，沉淀只有Fe(OH)3，为使铁离子完全沉淀，需将Fe2+转化为Fe3+，加双氧水是为了将Fe2+氧化为Fe3+。根据金属离子沉淀时的pH，可知控制pH=3.4，是为了使铁完全沉淀，而其他离子不沉淀，得到纯净的铁的化合物。反应平衡常数
，代入数据可得K=5.0×10-9。
（4）流程中第一步用硫酸溶解固体，故检验沉淀是否洗净，可检验沉淀中是否含有SO42-。
（5）2kg矿石中的含铁量为：
，氨气的物质的量为
，即反应中n(Fe):n(NH3)=8:1，因此反应的化学方程式为16Fe＋2NH3
2Fe8N＋3H2。
考点：考查氧化还原反应，沉淀溶解平衡，电解池，化学计算等。
| A、铁 | B、铝 | C、氧 | D、硅 |
Fe2O3、3.6% FeO，还含有Al2O3、MnO2、CuO等。
Cu(OH) 2+2H+的平衡常数K=_______。