Question

5．请回答下列问题
（1）写出水蒸气与铁在高温下的反应：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂产物中+2价的Fe和+3价Fe的物质量之比：1：2．
（2）写出如图混合物KNO₃、KOH、Fe₂O₃在加热共融制得高铁酸鉀的化学方程式 并配平：
1Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH-2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O
（3）写出铅蓄电池充电时阳极的电池反应式PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气；Fe₃O₄粉可看做FeO•Fe₂O₃；
（2）KNO₃、KOH、Fe₂O₃在加热共融，反应生成高铁酸钾、亚硝酸钾和水，根据得失电子相等、质量守恒配平；
（3）在充电时是电解池的工作原理，阳极上发生失电子的氧化反应，二价铅失去电子生成氧化铅．

解答 解：（1）铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
Fe₃O₄粉可看做FeO•Fe₂O₃，FeO中铁为+2价，Fe₂O₃中铁为+3价，所以产物中+2价的Fe和+3价Fe的物质量之比：1：2；
故答案为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；1：2；
（2）KNO₃、KOH、Fe₂O₃在加热共融，反应生成高铁酸钾、亚硝酸钾和水，K₂FeO₄中铁元素化合价为+6，则亚铁离子从+3价变为+6价，化合价升高3价，化合价至少升高3×2=6价；KNO₃中N元素从+5降为KNO₂中的+3价，化合价降低2价，则化合价最小公倍数为6，所以氧化铁的系数为1，KNO₃的系数为3，然后根据质量守恒定律配平，配平后的方程式为：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，
故答案为：1 Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；
（3）充电时，阳极PbSO₄发生氧化反应，电极反应为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺．

点评 本题考查了氧化还原反应，主要涉及氧化还原反应方程式书写，准确分析反应中元素化合价变化及生成物判断是解题关键，题目难度中等．