Question

铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物等均为重要化合物．回答下列问题．
（1）FeCl₃溶液吸可以吸收烟气中的SO₂，该反应的离子方程式是

 

．
（2）已知反应：3Br₂+6FeCl₂=4FeCl₃+2FeBr₃，向1L 0.4mol/L的FeBr₂溶液中通入6.72LCl₂（标准状况），写出该反应的离子方程式（用总方程式表示）

 

（3）已知铁的某种氧化物化学式为Fe_xO（x＜1），铁元素的质量分数为76.3%，则Fe_xO中x值（精确至0.01）为

 

，该氧化物中的Fe分别为Fe²⁺、Fe³⁺，计算n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=

 

（4）用一定量的铁与足量的稀H₂SO₄及足量的CuO制单质铜，有人设计以下两种方案：
①Fe

稀硫酸

H₂

氧化铜

Cu，②CuO

稀硫酸

CuSO₄

铁

Cu．
若实验过程中，根据规范的实验方法和实验操作规则进行操作，则两者制得单质铜的量作比较正确的是

 

A．相等　　　 B．①多　　　 C．②多　　　 D．无法判断
（5）在铁与铜的混合物中，加入不足量的稀硝酸，反应后剩余金属m₁ g；再向其中加入一定量稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m₂ g，则m₁

 

（填“大于”、“可能大于”、“等于”或“可能等于”）m₂
（6）以铁为阳极，铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解．一段时间后得到4molFe（OH）₃沉淀，此间共消耗的水的物质的量为

 

mol．

Answer 1

考点：铁的化学性质,铁的氧化物和氢氧化物

专题：元素及其化合物

分析：（1）利用FeCl₃溶液的氧化性吸收烟气中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化为SO₄^2-，同时Fe³⁺被还原为Fe²⁺；故方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（2）氯气具有氧化性，能将亚铁离子和溴离子氧化，亚铁离子还原性较强，根据电子得失守恒求出被氧化的Br^-的物质的量；
（3）计算氧元素质量分数，根据化学式中元素质量之比列方程计算；
（4）两方案中所发生的化学方程式为：①Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O、Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②中均可完全转化，而①中氢气还原CuO，应先通入氢气排出装置中的空气，不能全部参与还原反应；
（5）再加入稀硫酸，因硝酸根在酸性条件下具有强氧化性，故剩余金属无论是铁还是铜还是铁铜混合物，都会溶解，以此来解答；
（6）活泼金属铁作电解池阳极时，电解氢氧化钠溶液的电解方程式为Fe+2H₂O

电解  .

H₂+Fe（OH）₂↓，氢氧化亚铁不稳定，能被氧气氧化成氢氧化铁沉淀，反应方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，结合反应的方程式计算．

解答： 解：（1）利用FeCl₃溶液的氧化性吸收烟气中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化为SO₄^2-，同时Fe³⁺被还原为Fe²⁺；故方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（2）氯气具有氧化性，能将亚铁离子和溴离子氧化，先氧化亚铁离子，1L 0.4mol/L即0.4mol的FeBr₂溶液中通入标况下的6.72L即

6.72L

22.4L/mol

=0.3molCl₂反应时，此时Fe²⁺全部被氧化，溴离子部分被氧化，根据电子得失守恒：n（Cl₂）×2=n（Fe²⁺）×1+n（Br^-）×1，即0.3mol×2=0.4mol×1+n（Br^-）×1，则n（Br^-）=0.2mol，
此时离子方程式为：3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂，故答案为：3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂；
（3）铁的某种氧化物的化学式表示为Fe_x0（x＜1），铁元素在该氧化物中的质量分数为76.3%，则氧元素质量分数为23.7%，故56x：16=76.3%：23.7%，解得x=0.92，设氧化物中的Fe分别为Fe²⁺、Fe³⁺，物质的量分别为x，y，则根据化学式有

2x+3y=2 x+y=0.92

，解得x=0.76，y=0.16，所以n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=19：4，
故答案为：0.92；19：4；
（4）两方案中所发生的化学方程式为：①Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O、Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②中均可完全转化，而方案①中氢气还原氧化铜实验，开始时需先通入一部分氢气，排除装置中的空气，实验结束时还要通一会氢气，以防止生成的铜被氧化，如果不考虑先通后停，相同质量的铁生成铜的质量是相同的，但是由于部分氢气被浪费，从而导致铁的质量被多消耗一部分，所以导致方案①对应的铜减少．故方案②生成的铜多，故选C；
（5）铁和铜都和硝酸反应生成硝酸盐，充分反应后剩余金属的质量为m₁g，剩余金属一定含Cu，可能还含Fe；再加入硫酸，提供氢离子，在酸性条件下，硝酸盐中的硝酸根具有强氧化性，故再与剩余金属反应，故m₁一定大于m₂，故答案为：大于；
（6）根据铁原子守恒知，4molFe（OH）₃～4molFe（OH）₂，所以生成4molFe（OH）₃需要4molFe（OH）₂；
活泼金属铁作电解池阳极时，电解氢氧化钠溶液的电解方程式为Fe+2H₂O

电解  .

H₂+Fe（OH）₂↓，
根据电解方程式得，生成4molFe（OH）₂需要水的物质的量为8mol；
又氢氧化亚铁不稳定，能被氧气氧化成氢氧化铁沉淀，反应方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
根据方程式得，生成4molFe（OH）₃需要水的物质的量为2mol，
所以得到4molFe（OH）₃沉淀消耗水的物质的量共为10mol．
故答案为：10．

点评：本题比较综合，考查学生阅读题目获取信息的能力、氧化还原反应，电解池的工作原理的应用等，难度中等，要求学生要有扎实的基础知识和灵活运用知识解决问题的能力．注意基础知识的全面掌握．