Question

工业上常用强的氧化剂处理钢件，使其表面形成致密、光滑的四氧化三铁氧化膜，以增强钢铁的抗腐蚀能力，这种处理叫做“发蓝”或“发黑”．其过程主要有：去污、酸洗、氧化处理、皂化、热水煮沸、检查等步骤．钢件表面氧化过程可分为三个阶段：①Fe→Na₂FeO₂；②Na₂FeO₂→Na₂Fe₂O₄；③Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄→Fe₃O₄．请回答以下问题：
（1）酸洗时常用稀硫酸除去表面的铁锈，写出除锈时的离子方程式

 

．
（2）将去污、除锈后的钢件浸入130℃以上含有NaNO₂和NaOH溶液中，逸出一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，片刻后铁片表面变黑．氧化处理时第一阶段反应的化学方程式为

 

．
（3）在发黑的过程中可能会形成有害的氧化铁红色胶状物Fe₂O₃?H₂O，其原因可能是

 

．
（4）氧化处理中产生大量含NO₂^-和OH^-的废水，某同学设计以下方案处理废水：
操作1：调节溶液pH接近中性
操作2：加入适量的氯化铵溶液并加热至沸，产生大量气体，该气体为大气的主要成分
①操作1和操作2的顺序能否对调

 

？请说明理由

 

．
②为减轻处理后的产物对环境造成二次污染，下列适合处理含NO₂^-废水的物质是

 

．
A．O₃ B．KI     C．K₂Cr₂O₇ D．NaClO．

Answer 1

考点：铁的氧化物和氢氧化物

专题：元素及其化合物

分析：（1）铁锈的主要成分为Fe₂O₃?xH₂O，与硫酸反应生成硫酸亚铁和水；
（2）由①Fe→Na₂FeO₂和（2）中所给物质可以得出此反应的反应物和产物，配平即得方程式；
（3）亚铁酸钠、铁酸钠均属于强碱弱酸盐，在水溶液中均可以发生水解；
（4）①NH₄⁺大量与OH^-反应逸出污染大气的气体；
②NO₂^-具有很强的还原性，要从强氧化性物质中找，Cr³⁺属于重金属离子；

解答： 解：（1）铁锈的主要成分为Fe₂O₃?xH₂O，铁锈溶液稀硫酸之后发生Fe₂O₃+6H⁺=2Fe²⁺+3H₂O，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe²⁺+3H₂O；
（2）结合Fe→Na₂FeO₂可知，此反应的反应物为NaOH以及还原剂Fe、氧化剂NaNO₂，生成物为Na₂FeO₂和氨气和水，配平得3Fe+NaNO₂+5NaOH=3Na₂FeO₂+NH₃↑+H₂O，
故答案为：3Fe+NaNO₂+5NaOH=3Na₂FeO₂+NH₃↑+H₂O；
（3）亚铁酸钠、铁酸钠均属于强碱弱酸盐，在水溶液中均可以发生水解，水解的产物通过氧化还原反应、分解反应等反应最终形成有害的氧化铁红色胶状物；
故答案为：亚铁酸钠、铁酸钠发生水解，最终形成Fe₂O₃?H₂O；
（4）①铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气，氨气是一种具有刺激性气味的气体，如果操作1和操作2的顺序对调，则会污染空气，
故答案为：不能，若对调，则NH₄⁺大量与OH^-反应逸出氨气；
②NO₂^-具有很强的还原性，需要加氧化剂除掉，故排除B，在选项A、C、D三种强氧化剂中，K₂Cr₂O₇被NO₂^-还原为重金属离子Cr³⁺造成二次污染，
故选：AD；

点评：本题以元素及其化合物为载体，考查氧化还原反应原理、水解原理，铁与酸、盐反应的性质、铁生锈的条件等知识，注意氧化还原方程式的书写，注意铵盐的性质，题目难度中等．