Question

（15分）鐵和鐵的化合物在工業生產和日常生活中都有廣泛的用途，請回答下列問題：
（1）鐵元素在周期表中的位置是            。
（2）寫出Fe與稀硫酸反應的離子方程式            。
（3）已知：Fe₂O₃（s）+C（s）=CO₂（g）+2Fe（s）；△H=+234.1kJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）; △H=-393.5kJ/mol．
請寫出Fe（s）與O₂（g）反應生成Fe₂O₃（s）的熱化學方程式           。
（4）在一定條件下，氧化鐵可以與一氧化碳發生下列反應：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g）;工業上有16 t Fe₂O₃在200m³的容器中反應，l小時后測得Fe₂O₃的轉化率為50%，則這段時間內CO的消耗速率為           mol/（L·h）．
（5）愛迪生蓄電池的反應式為：Fe+NiO₂+2H₂OFe（OH）₂+Ni（OH）₂；高鐵酸鈉（ Na₂FeO₄）是一種新型飲水消毒劑．用題29圖裝置可以制取少量高鐵酸鈉．
①此裝置中愛迪生蓄電池的負極是____（填“a”或"b”）．
②寫出陽極的電極反應式________．
③當制得132．8g高鐵酸鈉時，陽極區減少的陰離子的物質的量為            ．

Answer 1

（1）第四周期，Ⅷ族（2分）
（2）Fe＋2H^＋= Fe^2＋＋H₂↑（2分）
（3）2Fe(s)＋O₂(g) = Fe₂O₃(s)    △H=－824.4kJ/mol（3分）
（4）0.75（2分）
（5）①a（1分）
②Fe－6e^－＋8OH^－＝FeO₄^2－＋4H₂O（3分）  ③0.8mol（2分）

（1）鐵的原子序數是26，位于第四周期，Ⅷ族。
（2）鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，方程式為Fe＋2H^＋= Fe^2＋＋H₂↑。
（3）考查蓋斯定律的應用。根據已知反應可知②×2/3－①即得到2Fe(s)＋O₂(g) = Fe₂O₃(s) ，所以反應熱是－393.5kJ/mol×3/2－234.1kJ/mol＝－824.4kJ/mol.
（4）l小時后測得Fe₂O₃的轉化率為50%，則消耗氧化鐵是8t，因此消耗CO是
，所以其反應速率是＝0.75mol/（L·h）。
（5）①制取高鐵酸鈉，則鐵應該是陽極，所以a是負極，b是正極。
②電解池中陽極失去電子，根據氧化產物是高鐵酸鈉可知，陽極電極反應式為Fe－6e^－＋8OH^－＝FeO₄^2－＋4H₂O。
③132．8g高鐵酸鈉是132.8g÷166g/mol＝0.8mol，所以根據方程式2H₂O＋Fe＋2OH^－FeO₄^2－＋3H₂↑可知，消耗1.6molOH^－，但同時生成0.8molFeO₄^2－，所以結束陰離子是0.8mol。