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14.鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用.請回答下列問題:
(1)黃鐵礦(FeS2)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料.其中一個(gè)反應(yīng)為3FeS2+8O2_6SO2+Fe3O4,3 mol FeS2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移32mol 電子.
(2)氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+.從腐蝕廢液回收得到金屬銅還需要的試劑為鐵粉、稀鹽酸.
(3)與明礬相似,硫酸鐵也可用于凈水,其原理是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+(用離子方程式表示);在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去,其原因是酸性條件下抑制了三價(jià)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)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕簡單示意圖如圖,發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O═4OH-;該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡單示意圖,請完成防護(hù)的簡單示意圖并標(biāo)出電子流動(dòng)的方向.
(5)鐵紅是一種紅色顏料,其成分是Fe2O3.將一定量的鐵紅溶于160mL5mol/L鹽酸中,再加入一定量鐵粉恰好溶解,收集到2.24L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)檢驗(yàn),溶于中無Fe3+,則參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為11.2g.

分析 (1)反應(yīng)3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2中Fe元素化合價(jià)又+2→+3,化合價(jià)升高,S元素化合價(jià)由-1→+4,化合價(jià)升高,O元素化合價(jià)由0→-2,化合價(jià)降低,依據(jù)化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目;
(2)三價(jià)鐵離子與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子和銅離子;腐蝕廢液含有銅離子、二價(jià)鐵離子,加熱過量鐵粉將三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子,銅離子轉(zhuǎn)化為銅,然后加入過量鹽酸溶解過量的鐵粉;
(3)三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子,氫氧化鐵膠體具有吸附性,能夠凈水;依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)影響因素判斷解答;
(4)鋼鐵的吸氧腐蝕,正極氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)結(jié)合水生成氫氧根離子;要防止鐵的腐蝕,可以將碳換成鋅,形成原電池,采取犧牲陽極的陰極保護(hù)法,依據(jù)原電池工作原理判斷電子流向;
(5)參加反應(yīng)的鐵粉為與鐵離子反應(yīng)及與氫離子反應(yīng)的兩部分之和,根據(jù)氫氣的體積計(jì)算出與鹽酸反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量及HCl的物質(zhì)的量,再根據(jù)氯原子守恒,求出氯化鐵的物質(zhì)的量,進(jìn)而求出與鐵離子反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量.

解答 解:(1)反應(yīng)3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2,前后各元素化合價(jià)的變化情況如下:
Fe:+2→+3,化合價(jià)升高;S:-1→+4,化合價(jià)升高;O:0→-2,化合價(jià)降低,3molFeS2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為32mol,
故答案為:32;
(2)三價(jià)鐵離子與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子和銅離子,2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,腐蝕廢液含有銅離子、二價(jià)鐵離子,加熱過量鐵粉將三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子,銅離子轉(zhuǎn)化為銅,然后加入過量鹽酸溶解過量的鐵粉;
故答案為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;鐵粉、鹽酸;
(3)三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子,離子方程式:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+;酸性廢水中含有大量氫離子,酸性條件下抑制了三價(jià)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;
故答案為::Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+;酸性條件下抑制了三價(jià)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,正極氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)結(jié)合水生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O═4OH-;要想防止鐵的腐蝕可以采取,犧牲陽極的陰極保護(hù),將碳棒換為鋅棒,電子有負(fù)極流向正極:

;
故答案為:O2+4e-+2H2O═4OH-;;

(5)氫氣的物質(zhì)的量為 2.24L22.4L/mol=0.1mol,
Fe~~~~2HCl~~~H2
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根據(jù)氯原子守恒,所以氯化鐵的物質(zhì)的量為13×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol,
Fe~~~2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g,
故答案為:11.2g;

點(diǎn)評 本題考查了鐵的性質(zhì)及原電池工作原理及金屬的腐蝕與防護(hù),明確鐵的化學(xué)性質(zhì)、金屬腐蝕的電化學(xué)防護(hù)法是解題關(guān)鍵,題目難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.利用下列裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn),有關(guān)說法不正確的是( �。�
A.圖①裝置可驗(yàn)證酸性:H2CO3>H2SiO3
B.圖②裝置可用于收集氣體H2 CO2 Cl2 NH3
C.圖③裝置可用于分離CCl4萃取碘水后的有機(jī)層和水層
D.圖④裝置中接通開關(guān)后,Zn片腐蝕速率增大,Cu片有氣體放出

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

5.根據(jù)下列幾種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖,回答問題:
(1)其中屬于陰離子的是B(填代號)其離子符號為O2-;
(2)屬于金屬元素的是D(填代號),相對應(yīng)的離子結(jié)構(gòu)示意圖為
(3)具有相似化學(xué)性質(zhì)的是AC(填代號,下同),在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子的是D,性質(zhì)最穩(wěn)定的是E;

(4)C、D經(jīng)過得失電子后,所形成化合物的化學(xué)式為Na2S;
(5)在核電荷數(shù)為1~18的元素中,列舉四例與B電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,寫出離子的符號
F-、Na+、Mg2+、Al3+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.開發(fā)新能源、新材料是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要,請回答下列問題:

(1)如圖1是2LiBH4/MgH2體系放氫焓變示意圖.
則:Mg(s)+2B(s)=MgB2(s)△H═-93 kJ•mol-1
(2)采用球磨法制備Al與LiBH4的復(fù)合材料,并對Al-LiBH4體系與水反應(yīng)產(chǎn)氫的特性進(jìn)行下列研究:25℃水浴時(shí),每克不同配比的Al-LiBH,復(fù)合材料與水反應(yīng)產(chǎn)生H2體積隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2所示,下列說法正確的是AB.(填字母)
A、25℃時(shí),純鋁與水不反應(yīng)
B、25℃時(shí),純LiBH4與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C、25℃時(shí),AI-LiBH4復(fù)合材料中LiBH4含量越高,1000s內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積越大
(3)工業(yè)上可采用CO和H2合成再生能源甲醇,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)═CH2OH(g).
①在一容積可變的密閉容器中,充有10molCO和20molH2,用于合成甲醇.CO的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度(T).壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖3所示:
上述合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為KA=KB>KC.若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)容器的體積為10L,則平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為2L.②圖中虛線為該反應(yīng)在使用催化劑條件下,起始H2,CO投料比和CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖.當(dāng)其他條件完全相同時(shí),用實(shí)線畫出不使用催化劑情況下,起始H2,CO投料比和CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系示意圖4.
(4)已知參與電極反應(yīng)的電極材料單位質(zhì)量放出電能的大小稱為該電池的比能量.關(guān)于二甲醚(CH3OCH3)堿性燃料電池與乙醇堿性燃料電池,下列說法正確的是C(填字母).
A、兩種燃料互為同分異構(gòu)體,分子式和摩爾質(zhì)量相同,比能量相同
B、兩種燃料所含共價(jià)鍵數(shù)目相同,斷鍵時(shí)所需能量相同,比能量相同
C、兩種燃料所含共價(jià)鍵類型不同,斷鍵時(shí)所需能量不同,比能量不同
(5)LiFePO4與Li1-nFePO4作為磷酸亞鐵鋰電池電極材料,充放電過程中,發(fā)生LiFePO4與Li1-nFePO4之間的轉(zhuǎn)化,電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為LinC1-xe-═xLi++6C,寫出電池放電時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.已知A和B兩支試管所盛的溶液中共含有K+、Ag+、Mg2+、Cl-、OH-、NO3-六種離子,向試管A的溶液中滴入酚酞試液呈粉紅色.請回答下列問題:
(1)試管A的溶液中所含上述離子最多共有4種.
(2)若向某試管中滴入稀鹽酸產(chǎn)生沉淀,則該試管為B(填“A”或“B”).
(3)若將試管A和試管B中的溶液按一定體積比混合過濾后,得到濾液僅含一種溶質(zhì)的溶液,則混合過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ag++Cl-═AgCl↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓.
(4)若向由試管A溶液中的陽離子組成的碳酸氫鹽溶液中,滴入少量Ba(OH)2溶液,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2HCO3-+Ba2++2OH-═BaCO3↓+2H2O+CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.若NA表示阿伏伽德羅常數(shù),下列說法正確的是( �。�
A.通常狀況下14gN2中含有電子的數(shù)目為7NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L水中含有水分子的數(shù)目為NA
C.1molFe與足量稀鹽酸反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3NA
D.數(shù)目為NA的一氧化碳分子和0.5mol甲烷的質(zhì)量比為7:4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.下列有關(guān)NaHSO3溶液的敘述正確的是( �。�
A.該溶液中,K+、Ca2+、Cl2、Br-可以大量共存
B.與FeCl3反應(yīng)的離子方程式:SO32-+2 Fe3++H2O═SO42-+2Fe2++2H+
C.和足量Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式:Ca2++OH-+HSO3-═CaSO3↓+H2O
D.能使含I2的淀粉溶液藍(lán)色褪去,說明NaHSO3溶液具漂白性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.現(xiàn)有CH4、C2H4、苯三種有機(jī)化合物:
(1)等質(zhì)量的以上三種物質(zhì)完全燃燒時(shí)耗去O2的量最多的是CH4
(2)等物質(zhì)的量以上三種物質(zhì)完全燃燒時(shí)耗去O2的量最多的是苯.
(3)等質(zhì)量的以上三種物質(zhì)完全燃燒時(shí)生成CO2的量最多的是苯.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.在苯的同系物中,加入少量酸性高錳酸鉀溶液,振蕩后溶液褪色,下列解釋正確的是( �。�
A.苯的同系物中碳原子數(shù)比苯分子中碳原子數(shù)多
B.苯環(huán)被KMnO4所氧化而破壞
C.側(cè)鏈?zhǔn)鼙江h(huán)的影響而易被氧化
D.苯環(huán)和側(cè)鏈相互影響,同時(shí)被氧化

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