Question

【题目】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）向沸水中逐滴滴加1mol·L－1FeCl3溶液至液体呈透明的红褐色，所得分散系中微粒直径的范围是______________，区别该液体和FeCl3溶液的方法是______________。

（2）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+8O2Fe3O4+6SO2，氧化产物为________，若有3mol FeS2参加反应，转移________mol电子。

（3）在热的稀硫酸溶液中溶解一定量的FeSO4后，再加入足量的KNO3溶液，可使其中的Fe2+全部转化成Fe3+，并有气体逸出，请配平该化学方程式：

___FeSO4+____KNO3+___H2SO4═____K2SO4+_____Fe2（SO4）3+__NO↑+_____H2O。

（4）铁红是一种红色颜料，其成分是Fe2O3，将一定量的铁红溶于160mL 5mol·L－1盐酸中，再加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L（标准状况）H2，经检测，溶液中无Fe3+，则参加反应的铁粉的质量为________g。

Answer 1

【答案】1nm~100nm 丁达尔效应 SO2、Fe3O4 32 6 2 4 1 3 2 4 11.2

【解析】

向沸水中逐滴滴加1mol·L－1FeCl3溶液至液体呈透明的红褐色制备氢氧化铁胶体。反应3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2中氧元素的化合价降低，铁元素、硫元素化合价升高。氧化还原反应配平根据得失电子数相等。

（1）反应制得氢氧化铁胶体，胶体中微粒直径的范围是1-100nm；丁达尔效应为胶体的特性，故可以利用丁达尔效应区别氢氧化铁胶体和氯化铁溶液。

（2）3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2中，铁元素由+2价变为+3价，化合价升高；硫元素由-1价变为+4价，化合价升高；氧元素由0价变为-2价，化合价降低。故FeS2作还原剂，O2作氧化剂，Fe3O4、SO2既是氧化产物也是还原产物；在上述反应中共转移32个电子，若有3mol FeS2参加反应，则转移32mol电子。

（3）反应中铁元素由+2价变为+3价，氮元素由+5价变为+2价，根据得失电子数相等和元素守恒，得化学方程式6FeSO4+2KNO3+4H2SO4═K2SO4+3Fe2（SO4）3+2NO↑+4H2O。

（4）生成氢气的物质的量为0.1mol。根据反应Fe+2HCl=FeCl2+H2，可知与盐酸反应Fe的物质的量为0.1mol、HCl物质的量为0.2mol，根据氯原子守恒，氯化铁的物质的量为。根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知与三价铁离子反应的Fe的物质的量为0.1mol，故参与反应Fe的总物质的量为0.2mol，质量为11.2g。