Question

鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途．
（1）在定向爆破中，常利用氧化鐵與鋁反應(yīng)放出的熱量來切割鋼筋，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）已知2FeO₃（s）+3C（s）═3CO₂（g）+4Fe（s）△H=+468.2kJ?mol^-1，C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1，則Fe（s）與O₂（g）反應(yīng)生成Fe₂O₃（s）的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）可用KMnO₄溶液滴定Fe²⁺的濃度，反應(yīng)的離子方程式如下：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
①KMnO₄溶液應(yīng)盛放在

 

滴定管中；
②判斷達到滴定終點的現(xiàn)象是

 

；
③用硫酸酸化的0.02000mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定某FeSO₄溶液至終點，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：

滴定序號	待測液體積∕mL	消耗KMn04溶液體積∕mL
1	25.00	19.98
2	25.00	19.12
3	25.00	20.02

請分析數(shù)據(jù)并計算，該FeSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

．
（4）新型納米材料ZnFe₂O_x，可用于除去工業(yè)廢氣中的某些氧化物．制取新材料和除去廢氣的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：

①已知ZnFe₂O₄與H₂反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2：1，則ZnFe₂O_x中x=

 

；
②用ZnFe₂O_x除去SO₂的過程中，氧化劑是

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,氧化還原反應(yīng)

專題：氧化還原反應(yīng)專題,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）鋁和氧化鐵在點燃的條件下能生成氧化鋁和鐵；
（2）根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱，書寫熱化學(xué)方程式；
（3）①根據(jù)高錳酸鉀的性質(zhì)考慮；②FeSO₄反應(yīng)完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)闇\紫紅色，紅色半分鐘內(nèi)不褪去，說明滴定到終點；
③由關(guān)系式KMnO₄～5FeSO₄可知5V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=V（FeSO₄）?c（FeSO₄），代入數(shù)據(jù)計算c（FeSO₄）；
（4））①根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理中得失電子守恒和化學(xué)式中元素化合價代數(shù)和為零解答；
②根據(jù)化合價的變化判斷氧化劑．

解答： 解：（1）鋁和氧化鐵在點燃的條件下能生成氧化鋁和鐵，而且該反應(yīng)放出了大量的熱，反應(yīng)方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，
故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
（2）①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═3CO₂（g）+4Fe（s）△H=+468.2kJ?mol^-1，
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，②×3-①得：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）
△H=3×（-393.5kJ?mol^-1）-468.2kJ?mol^-1=-1648.7kJ?mol^-1，
故答案為：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1648.7kJ?mol^-1；
（3）①KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝在酸式滴定管中，故答案為：酸式；
②FeSO₄反應(yīng)完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)闇\紫紅色，淺紫紅色半分鐘內(nèi)不褪去，說明滴定到終點，
故答案為：溶液變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)紅色不褪去；
第2組KMnO₄溶液的體積與第1、3組相差比較大，應(yīng)舍掉，應(yīng)按第1、3組計算消耗KMnO₄溶液的體積，
故消耗KMnO₄溶液的體積為

19.98+20.02

2

mL=20mL，令FeSO₄溶液的濃度為cmol/L，
由KMnO₄～5FeSO₄可知：5×20mL×0.02000mol?L^-1=25mL×cmol/L，解得c=0.0800；
故答案為：0.0800mol?L^-1；
（4）①ZnFe₂O₄與H₂反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2：1，令ZnFe₂O_X中鐵元素的化合價為a，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，
可知2mol×2×（3-a）=1mol×2，解得，a=2.5；利用化合價代數(shù)和為零，2+2.5×2=2x，解得x=3.5，故答案為：3.5；
②新型納米材料ZnFe₂O_X可由化合物ZnFe₂O₄經(jīng)高溫還原制得，故ZnFe₂O_X和SO₂反應(yīng)得到ZnFe₂O₄過程中鐵的化合價升高，也可由①計算可知，故ZnFe₂O_X作還原劑，則SO₂作氧化劑，故答案為：SO₂．

點評：本題比較綜合，考查了氧化還原、熱化學(xué)方程式的書寫、中和滴定等知識，解答時須熟練掌握氧化還原反應(yīng)的原理，從化合價角度去計算和判斷問題是解題的關(guān)鍵，題目較難，要充分利用題目所給信息．