题目内容
铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用．
（1）某研究性学习小组设计了下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护．在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是 （填装置序号），该装置中正极电极反应式为 ；为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述 （填装置序号）装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 ．
（2）新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车．电池反应为FePO4+Li
LiFePO4，电解质为含Li+的导电固体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电．该电池放电时Li+向 极移动（填“正”或“负”），负极反应为Li-e-=Li+，则正极反应式为 ．
（3）铁在元素周期表中的位置是 ．
（4）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如图所示：回答下列问题：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是 、 ．
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ；
（5）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定（5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）．
a．称取3.000g绿矾（FeSO4?7H2O）产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.0100mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL．
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需 ．
②计算上述样品中FeSO4?7H2O的质量分数为 ．
（1）某研究性学习小组设计了下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护．在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是
（2）新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车．电池反应为FePO4+Li
| 放电 |
| 充电 |
（3）铁在元素周期表中的位置是
（4）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如图所示：回答下列问题：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式
（5）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定（5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）．
a．称取3.000g绿矾（FeSO4?7H2O）产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.0100mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL．
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需
②计算上述样品中FeSO4?7H2O的质量分数为
考点：探究物质的组成或测量物质的含量,原电池和电解池的工作原理,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题,电化学专题
分析：（1）在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀快慢速率为：原电池负极＞原电池正极＞电解池阴极；
该原电池中，正极上氧气得电子发生还原反应；为防止铁被腐蚀，铁可以作原电池正极或电解池阴极；装置③中阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电；
（2）放电时，该装置是原电池，阳离子向正极移动；依据总反应方程式和负极电极反应计算得到正极电极反应式；
（3）铁元素在周期表中位于第四周期第VIII族；
（4）分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法分离，除去不溶性固体上可溶性杂质采用洗涤的方法；FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳
（5）根据仪器的作用选取仪器；根据亚铁离子和高锰酸钾之间的关系式计算绿矾的质量分数．
该原电池中，正极上氧气得电子发生还原反应；为防止铁被腐蚀，铁可以作原电池正极或电解池阴极；装置③中阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电；
（2）放电时，该装置是原电池，阳离子向正极移动；依据总反应方程式和负极电极反应计算得到正极电极反应式；
（3）铁元素在周期表中位于第四周期第VIII族；
（4）分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法分离，除去不溶性固体上可溶性杂质采用洗涤的方法；FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳
（5）根据仪器的作用选取仪器；根据亚铁离子和高锰酸钾之间的关系式计算绿矾的质量分数．
解答：
解：（1）①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；所以①组装置中铁电极腐蚀最快；正极反应是氧气得到电子发生还原反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；②③装置中铁被保护装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子发生还原反应，反应离子方程式为：2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-，
故答案为：①；O2+2H2O+4e-=4OH-；②③； 2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-；
（2）FePO4+Li
LiFePO4，放电过程是原电池，阳离子向正极移动，总反应方程式减去负极反应得到正极电极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4，
故答案为：正；FePO4+Li++e-=LiFePO4；
（3）铁元素在周期表中位于第四周期第VIII族，故答案为：第四周期第VIII族；
（4）①分离可溶物和不溶物用过滤，除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤，故答案为：过滤；洗涤；
②在空气中煅烧FeCO3，FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳，反应方程式为4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2，故答案为：4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2；
（5）①还需要配制溶液的250mL容量瓶，故答案为：250mL容量瓶；
②25ml溶液被高锰酸钾溶液滴定反应，终点时消耗亚铁离子物质的量为：
MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
1 5
0.02000L×0.0100mol/L n（Fe2+）
n（Fe2+）=0.00100mol；
配制的250ml溶液中含亚铁离子物质的量n=0.01mol；
样品中绿矾的质量分数=
×100%=92.7%，故答案为：92.7%．
| ||
故答案为：①；O2+2H2O+4e-=4OH-；②③； 2Cl-+2H2O
| ||
（2）FePO4+Li
| 放电 |
| 充电 |
故答案为：正；FePO4+Li++e-=LiFePO4；
（3）铁元素在周期表中位于第四周期第VIII族，故答案为：第四周期第VIII族；
（4）①分离可溶物和不溶物用过滤，除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤，故答案为：过滤；洗涤；
②在空气中煅烧FeCO3，FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳，反应方程式为4FeCO3+O2
| ||
| ||
（5）①还需要配制溶液的250mL容量瓶，故答案为：250mL容量瓶；
②25ml溶液被高锰酸钾溶液滴定反应，终点时消耗亚铁离子物质的量为：
MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
1 5
0.02000L×0.0100mol/L n（Fe2+）
n（Fe2+）=0.00100mol；
配制的250ml溶液中含亚铁离子物质的量n=0.01mol；
样品中绿矾的质量分数=
| 0.01mol×278g/mol |
| 3.000g |
点评：本题以铁及其化合物为载体考查了物质含量的测定、原电池和电解池原理，注意（5）中小数的保留、（4）中亚铁离子易被氧化生成铁离子，这些都是易错点．
练习册系列答案
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| A、CH4和C3H8 |
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