Question

【题目】铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物有关知识，回答下列问题：

(1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中，正确的是（______）

A．铁在冷的浓硝酸中钝化 B．生铁耐腐蚀性强，不易生锈

C．不锈钢是铁合金，只含金属元素 D．铁在一定条件下，可与水蒸气反应

(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为________________________________

(3) 焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈。发生反应的体系中共有六种物质：NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。

①写出并配平该反应的化学方程式：_________________________________

②发生氧化反应的物质是________，反应中4 mol的氧化剂能________(填“失去”或“得到”)________ mol电子。

③反应中产生了11.2 L(标准状况)的气体时，被还原的物质的质量为________。

(4)高铁酸钠Na2FeO4 是一种新型净水剂。

①高铁酸钠主要通过如下反应制取：

2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O，则X的化学式为___________。

②高铁酸钠在水中可以发生如下反应：4FeO42-＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。

由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有________性，而能够除去水中悬浮物是因为_______________________________________________________

③下列物质能作净水剂（能除去水中的悬浮物）的有____________。

A．KAl(SO4)2·12H2O B．[Fe(OH)(SO4)]n C．ClO2 D．“84”消毒液

Answer 1

【答案】AD Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋ 6NH4Cl＋4Fe2O3===6Fe＋2FeCl3＋3N2↑＋12H2O NH4Cl 得到 18 80 g NaCl 氧化 生成Fe(OH) 3在水中形成胶体能够吸附水中悬浮杂质 AB

【解析】

本题主要考查氧化还原反应知识的综合应用。依据“元素化合价升高、失去电子、发生氧化反应；元素化合价降低、得到电子、发生还原反应，失电子的反应物是还原剂，得电子的反应物是氧化剂”等知识分析。

(1)A.铁在冷的浓硝酸中钝化，A项正确；B.生铁中含碳，在潮湿的空气中生铁形成原电池，发生电化腐蚀，易生锈，B项错误；C.不锈钢是铁合金，还含碳等非金属元素，C项错误；D.红热的铁与高温水蒸气反应：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(g)，D项正确；答案选AD。

(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1FeCl3溶液，得到透明的红褐色的Fe(OH)3胶体，其反应的离子方程式为：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+；

(3)①铁锈的主要成分是Fe2O3，该反应的反应物是NH4Cl和Fe2O3，生成物有FeCl3和N2，分析化合价知，氮元素由-3价升高到N2中的0价，每个氮原子升高3价，铁元素化合价由+3价降到Fe的0价，每个铁原子降低3价，根据化合价升降守恒配平NH4Cl、Fe2O3、Fe、N2的计量数，再根据氧原子和氢原子守恒推知X是H2O，并确定FeCl3和H2O计量数，配平了的反应方程式为：6NH4Cl＋4Fe2O3===6Fe＋2FeCl3＋3N2↑＋12H2O

②NH4Cl的氮元素化合价由-3价升高到N2的0价，所以NH4Cl发生氧化反应。Fe2O3是氧化剂，4molFe2O3中有6mol铁元素的化合价由+3从降低到Fe的0价，得到18mol电子，所以反应中4mol氧化剂能得到18mol电子；

③根据反应方程式知，每生成3molN2就要消耗4molFe2O3，但4molFe2O3中只有3molFe2O3(被还原的铁原子是6mol)被还原，因此有关系式：3Fe2O3(被还原)~3N2↑。11.2 L(标准状况)的N2的物质的量为0.5mol，所以，反应中产生了11.2 L(标准状况)的气体时，被还原的物质的量为0.5mol，其质量为0.5mol×160g/mol=80g ；

(4)①根据化学方程式中原子守恒可确定X是NaCl；

②高铁酸钠在水中的反应方程式可知，FeO42-具有很强的氧化性，杀菌消毒原理与HClO相似，都是具有强氧化性的原因。高铁酸钠在水中被还原为Fe3+，而Fe3+发生水解反应生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用，能够吸附水中悬浮的杂质。

③A.KAl(SO4)212H2O溶于水时电离出来的Al3+能发生水解反应，水解生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物，A项正确；B. 聚合硫酸铁[Fe(OH)(SO4)]n具有吸附作用，能够除去水中的悬浮物，B项正确；C.ClO2有强氧化性，具有杀菌消毒作用，但不能吸附水中的悬浮物，不能作净水剂，C项错误；D.“84”消毒液主要成分是NaClO，具有强氧化性，能杀菌消毒，不能作净水剂，D项错误；答案选AB。