Question

11．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）黄铁矿（主要成分是FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．
反应I：3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+6SO₂
反应II：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
若反应I和反应II中FeS₂的量相等，则电子转移数之比为32：33．
（2）淀粉KI试纸可以检测硫酸亚铁溶液是否变质，写出反应的离子方程式：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
（3）用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板，在废液中加入适量铁粉，过滤．在滤渣中加入稀盐酸，产生气泡，则滤液中的金属离子主要是Fe²⁺．
（4）取一定量磁性氧化铁溶于200ml、5mol/L盐酸中，再加入一定量铁粉，恰好完全溶解，收集到2.24L（标准状况）气体．经检测．反应后的溶液不能使KSCN溶液变红色，则参加反应的铁粉的质量是11.2g．

Answer 1

分析 （1）由于反应I和反应II中FeS₂的量相等，所以可设FeS₂的物质的量为12mol，所以反应Ⅰ中转移电子的物质的量为32×4mol，反应Ⅱ转移电子的物质的量为33×4mol；
（2）如果亚铁变质生成铁离子与碘离子反应生成紫黑色固体碘，由此书写离子反应方程；
（3）用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板，生成氯化亚铁和氯化铜，而在滤渣中加入稀盐酸，产生气泡，说明氯化铁与铁反应，铁过量，所以铜离子反应完全；
（4）参加反应的铁粉为与铁离子反应及与氢离子反应的两部分之和，根据氢气的体积计算出与盐酸反应的铁的物质的量及HCl的物质的量，再根据氯原子守恒，求出氯化铁的物质的量，进而求出与铁离子反应的铁的物质的量．

解答 解：（1）由于反应I和反应II中FeS₂的量相等，所以可设FeS₂的物质的量为12mol，所以反应Ⅰ中转移电子的物质的量为32×4mol，反应Ⅱ转移电子的物质的量为33×4mol，故答案为：32：33； 
 （2）如果亚铁变质生成铁离子与碘离子反应生成紫黑色固体碘，所以离子反应方程2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，故答案为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（3）用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板，生成氯化亚铁和氯化铜，而在滤渣中加入稀盐酸，产生气泡，说明氯化铁与铁反应，铁过量，所以铜离子反应完全，最后滤液中的金属离子主要是Fe²⁺，故答案为：Fe²⁺；
（4）氢气的物质的量为  $\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H₂，
 0.1mol   0.2mol    0.1mol
反应后的溶液不能使KSCN溶液变红色，所以所得溶液为氯化亚铁溶液，根据氯原子守恒，反应溶液中氯化铁的物质的量为$\frac{1}{2}$×0.2L×5mol/L=0.5mol，由氢守恒可知四氧化三铁的物的量为：$\frac{1-0.1×2}{8}$=0.1mol：与盐酸反应生成氯化铁的物质的量为0.2mol，
 Fe～～～2FeCl₃
0.1mol   0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案为：11.2g．

点评 本题考查了金属单质及其化合物性质的综合应用、离子方程式的书写及有关方程式的计算，题目难度中等，明确金属单质及其化合物的物质的性质及发生的反应是解题关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．