Question

科研、生产中常涉及铁及其化合物

（1）实验室配制FeSO4溶液时，常向溶液中加入的物质有__________________。

（2）高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，高铁酸钾（K2FeO4）是一种理想的水处理剂，处理水时所起的作用是________________________。

（3）高铁电池是一种新型可充电、能长时间保持稳定放电电压的电池。该电池总反应式为3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH3Zn＋2K2FeO4＋8H2O，该电池放电时的负极反应式为________，充电时阳极附近溶液的pH________（填“变大”、“不变”或“变小”）。

（4）高炉炼铁过程中发生下列反应：

①Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH＝－24.8 kJ/mol

②3Fe2O3（s）＋CO（g）=2Fe3O4（s）＋CO2（g） ΔH＝－47.2 kJ/mol

③3Fe3O4（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝＋640.4 kJ/mol

请你写出用CO还原FeO固体制得Fe和CO2的热化学方程式：________________。

 

Answer 1

（1）稀硫酸和铁粉

（2）杀菌剂（强氧化剂）和吸附剂（净水剂）

（3）Zn＋2OH－－2e－=Zn（OH）2 变小

（4）FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO2（g）ΔH＝－218 kJ/mol

【解析】（1）FeSO4是强酸弱碱盐，易发生水解使溶液呈酸性，配制溶液时，需加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，FeSO4具有较强的还原性，还需加入铁粉，防止Fe2＋被氧化。

（2）高铁酸钾中铁为＋6价，具有很强的氧化性，可用于杀菌，高铁酸钾的还原产物是Fe3＋，易水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附杂质的能力，可用于净水。

（3）该电池放电时，Zn失电子，为电池的负极，结合产物Zn（OH）2，可写出放电时的负极反应式为Zn＋2OH－－2e－=Zn（OH）2，正极反应式为FeO42-＋4H2O＋3e－=Fe（OH）3＋5OH－。充电时，充电电池的阳极与电源的正极相连，阳极反应式为Fe（OH）3＋5OH－－3e－=FeO42-＋4H2O，pH变小。

（4）根据反应FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO2（g）与高炉炼铁的反应可知：3×①－②－2×③得到6FeO（s）＋6CO（g）=6Fe（s）＋6CO2（g） ΔH＝－1 308 kJ/mol，简化成FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－218 kJ/mol。