Question

5．铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛．请回答下列问题：
（1）钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（2）由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺（用离子方程式表示）．在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是酸性环境中，氢离子抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体．
（4）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe₃O₄+4CO═3Fe+4CO₂，若有1.5mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的物质的量是12mol．
（5）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是B（填字母）．

选项	陈述Ⅰ	陈述Ⅱ	判断
A	铁是地壳中含量最高的 金属元素	铁是人类最早使用的金属材料	Ⅰ对；Ⅱ对；有
B	常温下铁与稀硫酸反应 生成氢气	高温下氢气能还原氧化 铁得到铁	Ⅰ对；Ⅱ对；无
C	铁属于过渡元素	铁和铁的某些化合物可用作催化剂	Ⅰ错；Ⅱ对；无
D	在空气中铁的表面能形 成致密的氧化膜	铁不能与氧气反应	Ⅰ对；Ⅱ对；有

Answer 1

分析 （1）正极的发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应；
（3）三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用，根据影响化学平衡移动的因素来回答；
（4）氧化还原反应中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数；
（5）A、金属铁的含量和金属铁的使用先后没有因果关系；
B、金属铁可以和酸反应，氢气可以还原出金属氧化物中的金属；
C、铁属于过渡元素，并且铁和铁的某些化合物可用作催化剂；
D、铁能与氧气反应生成氧化铁．

解答 解：（1）正极的发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）三价铁的氧化性强于铜离子，所以金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案为：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用，原理方程式为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，硫酸铁中由于三价铁水解导致溶液显酸性，而酸性环境中，氢离子抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体，所以硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；酸性环境中，氢离子抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体；
（4）氧化还原反应Fe₃O₄+4CO═3Fe+4CO₂中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=8，即有1mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的物质的量是8mol，所以有1.5mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的物质的量是12mol，故答案为：12mol；
（5）A、铁是地壳中含量最高的金属元素，人类最早使用的金属是Cu，故A错误；
B、金属铁可以和酸反应，氢气可以还原出金属氧化物中的金属，二者之间没有因果关系，故B正确；
C、铁属于ⅤⅢ族元素，属于过渡元素，并且铁和铁的某些化合物可用作催化剂，故C错误；
D、铁能与氧气反应生成氧化铁，在空气中铁的表面不能形成致密的氧化膜，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了氧化还原反应、盐的水解原理的应用、金属的冶炼等，侧重于对化学基本概念和原理的理解考查，以及利用课本知识解决新问题能力，能加深学生对课本知识的理解，训练学生的思维能力，题目难度中等．