Question

（18分）鐵是廣泛應用的金屬。

（1）鐵元素在周期表中的位置是 ，工業(yè)上通常采用高爐煉鐵的方法制得單質鐵，請寫出用赤鐵礦與CO反應煉鐵的化學方程式 。

（2）請補充完成實驗室制備Fe(OH)3膠體的操作步驟：

①取25ml蒸餾水加熱至沸騰

②

③繼續(xù)煮沸至

④停止加熱。

（3）幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(已知Fe(OH)2呈絮狀,不易從溶液中除去)

注:開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算現有某溶液含有Fe2+、Fe3+、Zn2＋、SO42-，要使溶液中的Fe2+和Fe3+完全沉淀，需往溶液中先加入H2O2，作用是 ，然后再加入NH4HCO3調節(jié)pH至 ，NH4HCO3中起調節(jié)pH作用的離子是 (填離子符號)

①設計實驗探究鐵釘和鋼釘在堿性溶液中遇到高錳酸鉀時是否能發(fā)生電化學腐蝕。實驗如下

①完成下列表格

②實驗2比實驗1能夠較快看到以上現象的原因是 。

 

Answer 1

（1）第四周期 第VIII族 （2分） 3CO + Fe2O32Fe +3 CO2（2分）

（2）②向沸水中逐滴加入5－6滴FeCl3飽和溶液 （2分）

③液體呈透明的紅褐色 （1分）

（3）將Fe2+氧化為Fe3+，（2分）至3.2－5.8之間 （1分） HCO3-（2分）

（4）①

（每道方程式1分，共4分）

②鐵釘中的碳和鐵構成了原電池的正負極，加快反應速率，能發(fā)生電化學腐蝕 （2分）

【解析】

試題分析：鐵元素是第四周期，第VIII族元素，工業(yè)上通常采用高爐煉鐵的方法制得單質鐵：3CO + Fe2O32Fe +3 CO2；（2）實驗室制備Fe(OH)3膠體的操作步驟為：①取25ml蒸餾水加熱至沸騰；②向沸水中逐滴加入5－6滴FeCl3飽和溶液；③繼續(xù)煮沸至液體呈透明的紅褐色，即得到Fe(OH)3膠體；④停止加熱。（3）含有Fe2+、Fe3+、Zn2＋、SO42-的溶液中，要使溶液中的Fe2+和Fe3+完全沉淀，先往溶液中加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+，然后再加入NH4HCO3調節(jié)pH至3.2 以上使Fe3+完全沉淀，但pH<5.9，防止Zn2＋轉化為沉淀；加入NH4HCO3是使溶液中的H+離子濃度降低，故起調節(jié)pH作用的離子是HCO3- ；（4） ①鋼鐵中含有Fe、C，C、Fe和電解質溶液構成原電池，Fe易失電子作負極，電極反應式為Fe-2e-=Fe2+，C為正極，正極上MnO4-得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為MnO4-＋e- = MnO42-，短時間溶液由紫紅色(MnO4-)變?yōu)樯罹G色(MnO42-)，隨后Fe 2++2OH- =Fe(OH)2 ↓；Fe(OH)2+2OH- + MnO4-=Fe(OH)3 +MnO42- ； Fe(OH)3 = Fe2O3 ·nH2O等反應進行，因此可知：

②實驗2比實驗1能夠較快看到以上現象的原因是：鐵釘中的碳和鐵構成了原電池的正負極，加快反應速率，能發(fā)生電化學腐蝕。

考點：考查鐵及其化合物的性質，膠體，電化學腐蝕的探究實驗設計。