题目内容

18.铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用.请回答下列问题:
(1)在实验室中,FeCl2可用铁粉和盐酸(或氯化铁)反应制备,FeCl3可用铁粉和氯气反应制备.
(2)黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料.高温下可发生反应:
3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4,该过程中若有1.5mol FeS2参加反应,则反应过程中转移16mol电子.
(3)K2FeO4与Zn组成新型二次电池高铁电池,电解液为碱溶液,其反应式为:
3Zn(OH)2+2Fe(OH)2+4KOH$?_{放电}^{充电}$3Zn+2K2FeO4+8H2O,放电时电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2;充电时电解液的pH减小(填“增大”“减小”或“不变”之一).
(4)某同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;一段时间后.溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成.产生气泡的原因是Fe3+催化H2O2分解产生O2;生成沉淀的原因是H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动(用平衡移动原理解释).

分析 (1)Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁,Fe与氯气反应生成氯化铁;
(2)3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4中,Fe、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低;
(3)Zn元素的化合价升高,放电时负极上Zn失去电子;由电池反应可知,充电时消耗KOH;
(4)酸性条件下H2O2将亚铁离子氧化为铁离子;铁离子能催化H2O2分解产生氧气;从平衡角度分析.

解答 解:(1)在实验室中,FeCl2可用铁粉和盐酸(或氯化铁)反应制取;FeCl3可用铁粉和氯气反应制取,
故答案为:盐酸(或氯化铁);氯气;
(2)3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4中,Fe、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低,1.5molFeS2参加反应,则消耗氧气为4mol,由O元素的化合价变化可知,转移的电子为4mol×2×(2-0)=16mol,
故答案为:16;
(3)Zn元素的化合价升高,放电时负极上Zn失去电子,电极反应为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2,由电池反应可知,充电时消耗KOH,则pH减小,
故答案为:Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2;减小;
(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,发生的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;Fe3+催化氧化H2O2分解产生O2,故一段时间后,溶液中有气泡出现;生成沉淀的原因是H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O; Fe3+催化氧化H2O2分解产生O2;H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动.

点评 本题为小综合,涉及氧化还原反应及原电池原理,把握反应中元素的化合价变化及发生的氧化反应为解答的关键,注意原电池与氧化还原反应的关系,题目难度不大.

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