Question

(16分)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（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为

3FeS₂＋8O₂==6SO₂＋Fe₃O₄，氧化产物为       ，若有3 mol FeS₂参加反应，

转移        mol电子。

（2）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为             。

（3）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，其原理为             （用离子方程表示） 

（4）①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。

②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式         。

（5）铁红是一种红色颜料，其成分是Fe₂O_.3将一定量的铁红溶于160ml5 mol·L^—1盐酸中，在加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L（标准状况），经检测，溶夜中无Fe³⁺，则参加反应的铁粉的质量为     。

 

Answer 1

【答案】

（1）SO₂、Fe₃O₄     32  （2）2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺  （3）Fe³⁺+3H₂O Fe(OH)₃胶体+3H⁺

（4）①   ②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-  （5）11.2g

【解析】（1）根据方程式可知，FeS₂中Fe和S的化合价分别从＋2价升高到＋8/3价和从－1价升高到＋4价，所以FeS₂是还原剂，SO₂和四氧化三铁都是氧化产物；若有3 mol FeS₂参加反应，转移电子的物质的量是（2＋6×5）＝32mol。

（2）铁离子具有氧化性，能氧化单质铜，方程式2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺。

（3）硫酸铁溶于水电离出的铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，所以可作净水剂，方程式为Fe³⁺+3H₂O Fe(OH)₃胶体+3H⁺。

（4）①该装置是铁的电化学腐蚀，所以要保护铁，则可以通过外接电流的阴极保护法，即铁和电源的负极，作阴极，碳和电源的正极相连，作阳极，如同所示。

②原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以正极反应式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-。

（5）盐酸是0.8mol，生成的氢气是0.1mol，所以和氧化铁中氧元素结合的氢原子是0.6mol，因此氧化铁是0.1mol，生成0.2mol氯化铁。0.2mol氯化铁消耗铁是0.1mol，生成氢气消耗铁是0.1mol，所以参加反应的铁是0.2mol，质量是11.2g。