Question

鐵是一種過(guò)渡元素，金屬鐵是最常用的金屬．請(qǐng)回答下列各題：
（l）生鐵中含有一種鐵碳化合物（Fe₃C），在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體和能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．上述反應(yīng)生成的磁性固體能溶于過(guò)量稀硝酸，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）11.2g Fe與一定量的HNO3充分反應(yīng)后，F(xiàn)e全部溶解，生成Fe²⁺、Fe³⁺的物質(zhì)的量之比為l：4，將生成的氣體與一定量的O₂混合后通入水槽中，氣體恰好被完全吸收，氧氣的物質(zhì)的量是

 

．
A．0.12molB．0.14mol    C．0.2mol    D．0.13mol
（3）在Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用下，可實(shí)現(xiàn)2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄的轉(zhuǎn)化．已知含SO₂的廢氣通入Fe²⁺、Fe³⁺的溶液時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，則另一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe（OH）₂，裝置如圖所示，兩電極分別是石墨和鐵，電解質(zhì)溶液為NaCl溶液．
①植物油的作用是

 

，在加入植物油之前，要對(duì)NaCl溶液作何處理：

 

．
②陽(yáng)極反應(yīng)式為：

 

．
③若將該裝置改為防止Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕的裝置，F(xiàn)e電極與電源

 

極相連，當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子時(shí)，兩極共收集到氣體

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)的計(jì)算,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,電解原理,鐵的化學(xué)性質(zhì),鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變

專題：電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）Fe₃C在足量的空氣中高溫煅燒生成四氧化三鐵和二氧化碳；磁性固體能溶于過(guò)量稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵、NO和水；
（2）反應(yīng)前后HNO₃的物質(zhì)的量不變，而化合價(jià)變化的只有Fe和氧氣，則Fe失去電子數(shù)目等于O₂得到電子的數(shù)目，以此進(jìn)行計(jì)算；
（3）在Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用下，可實(shí)現(xiàn)2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄的轉(zhuǎn)化，由總反應(yīng)（2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄）減去4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O即可；
（4）①植物油的密度水的小，不溶于水，可隔絕空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，并在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)溶液煮沸，排出溶液中的氧氣；
②陽(yáng)極上Fe失去電子；
③該裝置改為防止Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕的裝置，則Fe為陰極，結(jié)合2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑計(jì)算．

解答： 解：（1）Fe₃C在足量的空氣中高溫煅燒生成四氧化三鐵和二氧化碳，反應(yīng)為Fe₃C+3O₂

高溫  .

Fe₃O₄+CO₂；磁性固體能溶于過(guò)量稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵、NO和水，離子反應(yīng)為3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O，
故答案為：Fe₃C+3O₂

高溫  .

Fe₃O₄+CO₂；3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O；
（2）11.2g Fe的物質(zhì)的量為

11.2g

56g/mol

=0.2mol，由電子守恒可知，需要氧氣為

0.2mol× 1 5 ×(2-0)+0.2mol× 4 5 ×(3-0)

2×(2-0)

=0.14mol，故答案為：B；
（3）由總反應(yīng)（2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄）減去4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O可得到離子反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）①植物油的密度水的小，不溶于水，可隔絕空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，為防止氫氧化亞鐵被氧化，并在實(shí)驗(yàn)加入植物油之前，對(duì)d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是排出溶液中的氧氣，
故答案為：隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化；加熱煮沸；
②Fe為陽(yáng)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe；Fe-2e^-=Fe²⁺；
③該裝置改為防止Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕的裝置，則Fe為陰極，與電源負(fù)極相連，由2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑可知，通過(guò)2mol電子時(shí)生成2mol氣體，氣體體積為0.2mol×22.4L/mol=44.8L，故答案為：負(fù)；44.8．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、電解計(jì)算、離子反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)等，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重分析能力與計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．