Question

19．鐵及其化合物在生活、生產中有廣泛應用．請回答下列問題：
（1）黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料．高溫下可發(fā)生反應：3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄該過程中若有1.5mol FeS₂參加反應，則反應過程中轉移16mol電子．
（2）氯化鐵溶液顯酸性，原因是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺（離子方程式解釋），用惰性電極電解氯化鐵溶液之初，陽極電極反應式為：Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（3）K₂FeO₄可作為一種“綠色高效多功能”水處理劑．原因是：+6價的鐵具有強氧化性可以殺菌消毒，其還原產物Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體凈水．目前，人們針對K₂FeO₄的穩(wěn)定性進行了大量的探索，并取得了一定的進展．下列物質中有可能提高化合物K₂FeO₄水溶液穩(wěn)定性的是B
A．亞硫酸鈉B．KOHC．醋酸D．Fe（NO₃）₃
（4）K₂FeO₄與Zn組成新型二次電池高鐵電池，電解液為堿溶液，其反應式為：3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH$?_{放電}^{充電}$3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O
放電時電池的負極反應式為Zn+2OH^--2e^-═Zn（OH）₂；充電時電解液的pH減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”之一）．

Answer 1

分析 （1）3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄中，F(xiàn)e、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低；
（2）氯化鐵溶液中，鐵離子部分水解，溶液顯示酸性；用惰性電極電解氯化鐵溶液之初，陽極電極反應式為氯離子失電子放出氯氣；
（3）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態(tài)高，+6價的Fe元素易得電子表現(xiàn)出強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉；在常溫和干燥的條件下，化合物K₂FeO₄可以穩(wěn)定的存在，但它在水溶液中不穩(wěn)定等分析如何提高K₂FeO₄水溶液穩(wěn)定性；
（4）Zn元素的化合價升高，放電時負極上Zn失去電子；由電池反應可知，充電時消耗KOH．

解答 解：（1）3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄中，F(xiàn)e、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低，1.5molFeS₂參加反應，則消耗氧氣為4mol，由O元素的化合價變化可知，轉移的電子為4mol×2×（2-0）=16mol，故答案為：16；
（2）氯化鐵溶液中，鐵離子結合水電離的氫氧根離子生成氫氧化鐵，溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子，溶液顯示酸性，鐵離子水解的方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，用惰性電極電解氯化鐵溶液之初，陽極電極反應式為氯離子失電子放出氯氣，反應式為Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；Cl^--2e^-=Cl₂↑
（3）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態(tài)高，易得電子，表現(xiàn)強氧化性，+6價的Fe元素易得電子表現(xiàn)出強氧化性，可殺菌消毒，還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉，
A．亞硫酸鈉具有還原性，會被高鐵酸鉀氧化，故A錯誤；
B．高鐵酸鉀在堿性條件下生成，故B正確；
C．高鐵酸鉀在水溶液中不穩(wěn)定，與酸反應，故C錯誤；
D．在常溫和干燥的條件下，高鐵酸鉀可以穩(wěn)定的存在，但它在水溶液中不穩(wěn)定，故D錯誤；
故答案為：+6價的鐵具有強氧化性可以殺菌消毒，其還原產物Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體凈水；B；
（4）Zn元素的化合價升高，放電時負極上Zn失去電子，電極反應為Zn+2OH^--2e^-═Zn（OH）₂，由電池反應可知，充電時消耗KOH，則pH減小，
故答案為：Zn+2OH^--2e^-═Zn（OH）₂；減�。�

點評 本題為小綜合，涉及氧化還原反應、鹽的水解反應及原電池原理，把握反應中元素的化合價變化及發(fā)生的氧化反應為解答的關鍵，注意原電池與氧化還原反應的關系，題目難度不大．