Question

铁和铁的化合物用途广泛。请回答下列问题：
（1）写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时正极反应的电极反应式：_______________________。
将生锈的铁屑放入H₂SO₄溶液中充分溶解后，在溶液中并未检测出Fe^3＋，用离子方程式说明原因：______________________________________。
（2）爱迪生蓄电池的反应式为
①爱迪生蓄电池的正极是                       ， 该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成Fe的反应类型是______。
②高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式___________________________________。

③你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由错误的是 ______。
a．高铁酸钠溶于水形成一种胶体，具有较强的吸附性
b．高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe^3＋，Fe^3＋水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质
c．高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌
d．高铁酸钠具有强还原性，能消毒杀菌
（3）某FeO、Fe₂O₃混合物中，铁、氧的物质的量之比为4︰5，其中Fe²⁺与Fe³⁺物质的量之比为___________。

Answer 1

（1）O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（1分）;2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（1分） Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O（不写不扣分）
（2）①NiO₂（1分）;还原反应（1分）
②该反应中的电解质是氢氧化钠，要想生成高铁酸钠，铁电极必需参与电极反应，因此铁电极作的是阳极，涉及到的反应为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O（2分）
③ad（2分）
（3）1：1（2分）

试题分析：（1）在潮湿空气中钢铁锈蚀发生的是吸氧腐蚀，正极反应的电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（1分）；没有三价铁离子是因为被铁还原了：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（1分） Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O（不写不扣分）
（2）①放电过程中，铁作电池的负极，那么正极一定是NiO₂（1分）；充电时三价铁生成铁单质，得到电子，一定发生还原反应（1分）
②Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O（2分）
③a．高铁酸钠溶于水形成一种胶体，具有较强的吸附性，这种说法是错误的，因为高铁酸钠溶于水时，高铁酸钠作为强氧化剂，对水中的病菌氧化杀毒，被还原为三价铁离子，三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体，对水起净化作用，并不是高铁酸钠溶于水成胶体；b．高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe^3＋，Fe^3＋水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质，正确；
c．高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌，正确；
d．高铁酸钠具有强还原性，能消毒杀菌，错误，因此选ad（2分）
（3）FeO、Fe₂O₃混合物中，铁、氧的物质的量之比为4︰5，设其中FeO为xmol、Fe₂O₃为ymol则有如下关系式：x＋2y="4;" x＋3y=5,解之得：x=2,y=1,所以其中Fe²⁺与Fe³⁺物质的量之比为1：1（2分）