题目内容

铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关,试回答下列问题:

(1)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板,该反应的离子方程式为                        。

(2)已知:Fe(s)+O2(g)FeO(s)  △H=-272 kJ·mol-1

C(s)+O2(g)CO2(g)    △H=-393.5 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)2CO(g)   △H=-221 kJ·mol-1

则高炉炼铁过程中   FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)    △H=               。

(3)铁红(Fe2O3)是一种红色颜料。将一定量的铁红溶于160mL 5 mol·L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束共收集到气体2.24L(标准状况),经检测溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为          。

(4)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH)2,装置如下图所示,其中P端通入CO2。

①石墨I电极上的电极反应式为                          。

②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是   (填序号)。

A.X、Y两端都必须用铁作电极

B.可以用NaOH溶液作为电解液

C.阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH-

D.白色沉淀只能在阳极上产生

③若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,其颜色变化为                                        ,该反应的化学方程式为                      。

 

【答案】

(1)2Fe3+ + Cu  2Fe2+ + Cu2+   (2分)

(2)-11 kJ·mol-1     (2分) 

(3)11.2 g   (2分)

(4)①H2 - 2e-+ CO32-  CO2+H2O(2分)

②B C   (2分)

③白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色(2分)

4Fe (OH)2+O2+2H2O=4Fe (OH)3  (2分)

【解析】

试题分析:(1)氯化铁与铜反应生成氯化亚铁与氯化铁,离子方程式为2Fe3+ + Cu  2Fe2+ + Cu2+ ;

(2)a、Fe(s)+O2(g)═FeO(s)△H=-272 kJ·mol-1

b、C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJ·mol-1

c、2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-22l kJ·mol-1

依据盖斯定律b-c÷2-a得到:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H=-1lkJ·mol-1;

(3)氢气的物质的量为 =0.1mol,

Fe  ~  2HCl  ~  H2,

0.1mol   0.2mol   0.1mol

根据氯原子守恒,所以氯化铁的物质的量为×(0.16L×5mol·L-1-0.2mol)=0.2mol,

Fe   ~  2FeCl3

0.1mol   0.2mol

所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)×56g·mol-1=11.2g,

(4)①燃料原电池中,负极上燃料失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水,电极反应式为H2 - 2e-+ CO32-  CO2+H2O;

②电解法制备Fe (OH)2 时,采用金属Fe作阳极,阳极方程式为:Fe-2e-=Fe2+;阴极材料可以是铁也可以是其他材料,阴极方程式为:2H++2e-=H2↑,因为氢离子放电破坏水的电离平衡,使氢氧根离子浓度增大,与亚铁离子结合成Fe (OH)2沉淀。

③因为在空气中Fe (OH)2容易发生以下反应:4Fe (OH)2+O2+2H2O=4Fe (OH)3(红褐色),所以沉淀中若有Fe (OH)2生成,暴露在空气中白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。

考点:考查铁的综合化学知识。

 

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