Question

【題目】鐵單質及其化合物在生活、生產中有廣泛應用。請回答下列問題:

(1)黃鐵礦(FeS2)是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料,其中發生的一個反應為3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,若有3molFeS2參加反應,則轉移__________mol電子。

(2)氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板的腐蝕劑,反應的離子方程式為__________。從腐蝕廢液中回收金屬銅需要的試劑是__________。

(3)與明礬相似,硫酸鐵也可用于凈水,其作用原理是____________(用離子方程式表示);在使用時發現硫酸鐵并不能使酸性廢水中懸浮物沉降除去,其原因是__________。

(4)鋼鐵的電化學腐蝕簡單示意圖如圖所示,發生吸氧腐蝕時,負極名稱為________；正極的電極反應式為________;

(5)鐵紅是一種紅色顏料,其主要成分是Fe2O3。將一定量的鐵紅溶于160mL5mol·L-1鹽酸中,再加入一定量鐵粉恰好溶解,收集到2.24L氫氣(標準狀況),經檢測,溶液中無Fe3+,則參加反應的鐵粉的質量為__________。

Answer 1

【答案】32 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ 鐵粉、稀鹽酸(其他合理答案均可) Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+ 在酸性條件下抑制了鐵離子的水解,無法生成氫氧化鐵膠體,不能使懸浮物沉降除去 鐵 O2+2H2O+4e-4OH- 11.2g

【解析】

(1)反應3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2，前后各元素化合價的變化情況如下：Fe：+2→+，化合價升高；S：-1→+4，化合價升高；O：0→-2，化合價降低，3molFeS2參加反應，轉移電子的物質的量為32mol；

(2)三價鐵離子與銅發生氧化還原反應生成二價鐵離子和銅離子，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，腐蝕廢液含有銅離子、二價鐵離子，加熱過量鐵粉將三價鐵離子轉化為二價鐵離子，銅離子轉化為銅，然后加入過量鹽酸溶解過量的鐵粉；

(3)三價鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子，離子方程式：Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+；酸性廢水中含有大量氫離子，酸性條件下抑制了三價鐵離子的水解，無法生成氫氧化鐵膠體，不能使懸浮物沉淀除去；

(4)鋼鐵的吸氧腐蝕，負極鐵失去電子發生氧化反應，負極名稱是鐵，正極氧氣得到電子發生還原反應結合水生成氫氧根離子，電極反應式為：O2+4e-+2H2O═4OH-；

(5)氫氣的物質的量為=0.1mol，

根據氯原子守恒，所以氯化鐵的物質的量為×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol，

所以參加反應的鐵粉的質量為(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g。