Question

铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用．

（1）已知：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ?mol^-1
C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
则Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）的△H=

+489.0kJ/mol

kJ?mol^-1．
（2）铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀．某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图1所示．液滴边缘是

正极

区（填“正极”或“负极”），其电极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（3）铁钛合金是一种常用的不锈钢材料，某同学在探究该合金的性质时，往含有TiO²⁺、Fe³⁺溶液中加入铁屑至溶液显紫色，该过程中发生的反应有：
①2TiO²⁺（无色）+Fe+4H⁺=2Ti³⁺（紫色）+Fe²⁺+2H₂O
②Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺（无色）+Fe²⁺+2H⁺
③

2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺

．
（4）①高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种优良的水处理剂．

FeO

2- 4

在水溶液中的存在形态如图2所示，纵坐标表示各存在形态的分数分布．
下列说法不正确的是

AB

．（填字母）
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFe

O

- 4

的分布分数逐渐增大
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFe

O

- 4

+OH^-═Fe

O

2- 4

+H₂O
②K₂FeO₄溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为

4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑

．
（5）向一定量的Fe、FeO、Fe₃O₄的混合物中加入100mL 1mol?L^-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）气体，加入KSCN溶液不显红色．若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，可得铁

2.8

 g．

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律计算；
（2）铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；
（3）铁离子具有氧化性，铁能和铁离子发生氧化还原反应；
（4）①根据图表分析判断；
②高铁酸根离子具有强氧化性，所以能杀菌消毒，高铁酸根离子能发生氧化还原反应生成氧气，同时生成氢氧化铁，氢氧化铁具有吸附性；
（5）根据题意知，溶液中的溶质是氯化亚铁，根据盐酸的物质的量计算铁的质量．

解答：解：（1）已知：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ?mol^{-1 ①}
C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^{-1 ②}
将方程式②×3-

①

2

得Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=（-110.5kJ?mol^-1）×3-（-1641.0kJ?mol^-1）×

1

2

=+489.0kJ/mol，
故答案为：+489.0kJ/mol；
（2）铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定被氧化生成氢氧化铁，所以边缘是正极，正极上电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
，故答案为：正极，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）铁和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺，
故答案 为：2Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺；
（4）①A．根据图象知，不论溶液酸碱性如何变化，酸性条件下，高铁酸根离子不存在，故错误；
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数先增大后减小，故错误；
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFeO₄^-+OH^-═FeO₄^2-+H₂O，故正确；
故选AB；
②高铁酸根离子具有强氧化性，所以能杀菌消毒，高铁酸根离子和水反应生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性是，所以能净水，反应方程式为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，
故答案为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑；
（5）根据题意知，溶液中的溶质是氯化亚铁，根据盐酸的物质的量计算铁的质量，铁的质量=1mol/L×0.1L×

1

2

×56g/mol=2.8 g，
故答案为：2.8．

点评：本题考查较综合，涉及氧化还原反应、原电池原理等知识点，易错点是（5），很多学生因为生成气体而进行铁的计算，导致错误．