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铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛.研究铁及其化合物的应用意义重大.
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关.
(1)自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质.简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理 .
(2)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下:
已知: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 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列问题:
①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式 .
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH,应控制pH的范围为 .
③在实际生产中,反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(标准状况),则相当于节约NaNO2的质量为 g.
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子.该水解反应的离子方程式为 .
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料.已知磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+.试写出该电池充电时的阳极反应式 .
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某同学利用如图1所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质.
已知:①FeO+2H+=Fe2++H2O②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ③Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
请回答下列问题:
(1)硬质试管中发生反应的化学方程式为______.
(2)该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:
①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)______,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)______.
A.一定有Fe3O4,可能有Fe B.只有Fe(OH)3C.一定有Fe3O4和Fe
D.一定有Fe(OH)3,可能有FeE.只有Fe3O4
(3)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是______(用离子方程式表示).
(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应.若按图2所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式______.
(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+具有______性.由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是______,并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量______.
(6)乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀,准备用图3所示装置,用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应.获得不含O2的蒸馏水的方法是______.反应开始时,打开止水夹的目的是______;
一段时间后,关闭止水夹,在试管______(填“A”或“B”)中观察到白色的Fe(OH)2.
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小明很喜欢化学实验课,今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”.
(1)实验前小明预测说:
Fe2‘肯定既有还原性又有氧化性.你认为他预测的依据是:________(2)小明欲用实验证明他的预测.实验室提供了下列试剂:3%的
H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·Ll FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水.①若小明计划在0.
1 mol·L1 FeCl2溶液滴入新制氯水,探究Fe.的还原性,你预计可能发生的反应和现象是:(写离子方程式)、溶液由浅绿色变________色.②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验
Fe2,被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据.你认为可选________滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现________色的现象,证明小明的观点和实验方案都是正确的.③对于证明Fe2,具有氧化性,小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入
FeCL溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小.由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为________.(3)
小明分析H2O2中氧元素显-1价(中间价),并提出疑问:H2O2与FeCl2的反应时,Fe2t还作氧化剂吗?①请你为小明梳理相关问题:若Fe在反应中表现出氧化性应转化成________(填微粒符号,下同),若
Fe2t在反应中表现出还原性应转化成________.②实际上
Fe2+还原性较强,实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质.除杂的方法是:________,相关反应的离子方程式:________.A、FeCl2不能由化合反应制取 | B、铁与水蒸气在高温下反应产物为Fe2O3和H2 | C、除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤 | D、Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸,没有任何变化 |
A、Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红 | B、Fe(OH)2为白色固体,能在空气中稳定存在 | C、除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤 | D、Fe2(SO4)3溶液遇到KSCN溶液产生血红色沉淀 |