Question

【题目】铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用．
（1）铁元素在元素周期表中的位置为 ．
（2）等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应，产生相同条件下的气体体积比为 ，铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为 ．
（3）碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：

已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe3+	Fe2+	Al3+
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

①加入少量NaHCO3的目的是调节pH，应控制pH的范围为 ．
②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）2+]离子，可部分水解生成聚合离子[Fe2（OH）42+]．该水解反应的离子方程式为　 ．
（4）高铁酸钾（K2FeO4）也是常用的水处理剂．它的制备方法有多种．
①熔融法又称为过氧化钠氧化法．先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠：Fe+3Na2O2=Na2FeO4+2Na2O，再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里，发生反应：2KOH+Na2FeO4=K2FeO4+2NaOH，请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因：　 ．
②电解法制备高铁酸钾．铁和石墨分别做两个电极的电极材料，氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备．阴极的电极材料为 ， 写出阳极的电极反应式为　 ．

Answer 1

【答案】第四周期Ⅷ族；3：4；3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2；4.4～7.5；2[Fe（OH）]2++2H2O?[Fe2（OH）4]2++2H+；K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；石墨；Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O
【解析】（1）铁是26号元素，在元素周期表中的位置为第四周期Ⅷ族，所以答案是：第四周期Ⅷ族；
（2）令Fe的物质的量为1mol，则：
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
1mol 1mol
3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
1mol mol，
相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成氢气体积之比为1mol：mol=3：4，所以答案是：3：4；3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2；
（3）①制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al（OH）3 ， 要避免生成应Fe（OH）2沉淀，控制pH在4.4～7.5之间，
所以答案是：4.4～7.5；
②[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe（OH）]2++2H2O[Fe2（OH）4]2++2H+ ，
所以答案是：2[Fe（OH）]2++2H2O[Fe2（OH）4]2++2H+；
（4）①复分解反应的条件是生成沉淀、气体或者弱电解质，因为K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行，所以答案是：K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；②铁发生氧化反应作阳极，所以阴极是石墨，铁转化为FeO42﹣ ， 所以电极反应式为：Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O，所以答案是：石墨；Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O．