Question

铁及其化合物在生产、生活中存在广泛用途，完成下列填空。
（1）如图所示为铁元素在周期表中的信息，方格中“55.85”的意义为：     。铁原子核外有       种运动状态不同的电子。

（2）二茂铁[Fe(C₅H₅)₂]是一种有机金属化合物，熔点172℃，沸点249℃，易升华，难溶于水易溶于有机溶剂。二茂铁属于         晶体；测定表明二茂铁中所有氢原子的化学环境都相同，则二茂铁的结构应为图中的    （选填“a”或“b”）。

（3）绿矾（FeSO₄·7H₂O）可用于治疗缺铁性贫血，其水溶液露置于空气中会变质，
写出发生变质反应的离子方程式              。
（4）无水FeCl₃是水处理剂，遇潮湿空气即产生白雾，易吸收空气中的水分成为结晶氯化铁(FeCl₃·6H₂O)。制备无水FeCl₃的试剂是               。
（5）高铁酸盐也是常用的水处理剂。高铁酸钠（Na₂FeO₄）可用如下反应制备：
2FeSO₄ + 6Na₂O₂ → 2Na₂FeO₄ + 2Na₂O + 2Na₂SO₄ + O₂↑，若生成2mol Na₂FeO₄，则反应中电子转移的物质的量为           mol。
（6）高铁酸盐可将水体中的Mn²⁺氧化为MnO₂进行除去，若氧化含 Mn²⁺ 1mg的水体样本，需要1.2 mg/L高铁酸钾         L。

Answer 1

（1）铁元素的相对原子量（或铁元素的原子量）（1分）    26种（1分）
（2）分子晶体（1分）  b（1分）
（3）12Fe²⁺+ 6H₂O + 3O₂ → 8 Fe³⁺+ 4Fe(OH)₃（2分）
（4）铁和氯气（2分）
（5）10mol（2分）
（6）2 L （2分）

试题分析：（1）55.85表示铁元素的相对原子量（或铁元素的原子量）；铁元素核外电子数是26，所以铁原子核外有26种运动状态不同的电子。
（2）二茂铁[Fe(C₅H₅)₂]是一种有机金属化合物，熔点172℃，沸点249℃，易升华，难溶于水易溶于有机溶剂，这说明二茂铁属于分子晶体；由于二茂铁中所有氢原子的化学环境都相同，这说明分子的结构对称，因此二茂铁的结构应为右图中的b。
（3）亚铁离子具有还原性易被氧化，所以发生变质反应的离子方程式为12Fe²⁺+ 6H₂O + 3O₂ → 8 Fe³⁺+ 4Fe(OH)₃。
（4）FeCl₃遇潮湿空气即产生白雾，易吸收空气中的水分成为结晶氯化铁(FeCl₃·6H₂O)，因此一般不通过复分解反应制备氯化铁，所以制备无水FeCl₃的试剂是铁和氯气。
（5）根据反应式可知，反应中铁元素的化合价从+2价升高到+6计算，失去4个电子。另外过氧化钠中氧元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，则生成1mol氧气转移2mol电子，所以若生成2mol Na₂FeO₄，则反应中电子转移的物质的量为2mol×4＋2mol＝10mol。
（6）反应中锰元素的化合价从+2价升高到+4价，失去2个电子。而铁元素的化合价从+6价降低到+3价，所以根据电子得失守恒可知，若氧化含 Mn²⁺ 1mg的水体样本，设需要1.2 mg/L高铁酸钾溶液的体积为V，则×3＝×2，解得V＝2L。