Question

4．铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛．请回答下列问题：
（1）由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
（用离子方程式表示）．在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是酸性环境中，氢离子抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体．
（3）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，若有1mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的数目是8N_A．
（4）工业上常将无水FeCl₃在氮气作保护气下加热至300℃-350℃，通入干燥H₂而制得FeCl₂．该反应的化学方程式为2FeCl₃+H₂$\frac{\underline{\;300℃-350℃\;}}{N_{22}}$2FeCl₂+2HCl，检验该反应产物中阳离子的试剂是K₃[Fe（CN）₆]溶液．

Answer 1

分析 （1）金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应；
（2）三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用，根据影响化学平衡移动的因素来回答；
（3）氧化还原反应中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数；
（4）无水FeCl₃在氮气作保护气下加热至300℃-350℃，通入干燥H₂而制得FeCl₂，同时生成HCl，可用 K₃[Fe（CN）₆]溶液检验亚铁离子．

解答 解：（1）三价铁的氧化性强于铜离子，所以金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案为：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用，原理方程式为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，硫酸铁中由于三价铁水解导致溶液显酸性，而酸性环境中，氢离子抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体，所以硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；酸性环境中，氢离子抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体；
（3）氧化还原反应Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=8，即有1mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的物质的量是8mol，转移电子数目为8 N_A，故答案为：8 N_A；
（4）无水FeCl₃在氮气作保护气下加热至300℃-350℃，通入干燥H₂而制得FeCl₂，同时生成HCl，方程式为2FeCl₃+H₂$\frac{\underline{\;300℃-350℃\;}}{N_{22}}$2FeCl₂+2HCl，可用 K₃[Fe（CN）₆]溶液检验亚铁离子，
故答案为：2FeCl₃+H₂$\frac{\underline{\;300℃-350℃\;}}{N_{22}}$2FeCl₂+2HCl； K₃[Fe（CN）₆]溶液．

点评 本题考查了氧化还原反应、盐的水解原理的应用、金属的冶炼等，为高频考点，侧重于对化学基本概念和原理的理解考查，以及利用课本知识解决新问题能力，能加深学生对课本知识的理解，训练学生的思维能力，题目难度中等．