Question

11．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（主要成分是FeS₂）是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料．
反應I：3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+6SO₂
反應II：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
若反應I和反應II中FeS₂的量相等，則電子轉移數之比為32：33．
（2）淀粉KI試紙可以檢測硫酸亞鐵溶液是否變質，寫出反應的離子方程式：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
（3）用氯化鐵溶液腐蝕印刷電路板，在廢液中加入適量鐵粉，過濾．在濾渣中加入稀鹽酸，產生氣泡，則濾液中的金屬離子主要是Fe²⁺．
（4）取一定量磁性氧化鐵溶于200ml、5mol/L鹽酸中，再加入一定量鐵粉，恰好完全溶解，收集到2.24L（標準狀況）氣體．經檢測．反應后的溶液不能使KSCN溶液變紅色，則參加反應的鐵粉的質量是11.2g．

Answer 1

分析 （1）由于反應I和反應II中FeS₂的量相等，所以可設FeS₂的物質的量為12mol，所以反應Ⅰ中轉移電子的物質的量為32×4mol，反應Ⅱ轉移電子的物質的量為33×4mol；
（2）如果亞鐵變質生成鐵離子與碘離子反應生成紫黑色固體碘，由此書寫離子反應方程；
（3）用氯化鐵溶液腐蝕印刷電路板，生成氯化亞鐵和氯化銅，而在濾渣中加入稀鹽酸，產生氣泡，說明氯化鐵與鐵反應，鐵過量，所以銅離子反應完全；
（4）參加反應的鐵粉為與鐵離子反應及與氫離子反應的兩部分之和，根據氫氣的體積計算出與鹽酸反應的鐵的物質的量及HCl的物質的量，再根據氯原子守恒，求出氯化鐵的物質的量，進而求出與鐵離子反應的鐵的物質的量．

解答 解：（1）由于反應I和反應II中FeS₂的量相等，所以可設FeS₂的物質的量為12mol，所以反應Ⅰ中轉移電子的物質的量為32×4mol，反應Ⅱ轉移電子的物質的量為33×4mol，故答案為：32：33； 
 （2）如果亞鐵變質生成鐵離子與碘離子反應生成紫黑色固體碘，所以離子反應方程2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（3）用氯化鐵溶液腐蝕印刷電路板，生成氯化亞鐵和氯化銅，而在濾渣中加入稀鹽酸，產生氣泡，說明氯化鐵與鐵反應，鐵過量，所以銅離子反應完全，最后濾液中的金屬離子主要是Fe²⁺，故答案為：Fe²⁺；
（4）氫氣的物質的量為  $\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H₂，
 0.1mol   0.2mol    0.1mol
反應后的溶液不能使KSCN溶液變紅色，所以所得溶液為氯化亞鐵溶液，根據氯原子守恒，反應溶液中氯化鐵的物質的量為$\frac{1}{2}$×0.2L×5mol/L=0.5mol，由氫守恒可知四氧化三鐵的物的量為：$\frac{1-0.1×2}{8}$=0.1mol：與鹽酸反應生成氯化鐵的物質的量為0.2mol，
 Fe～～～2FeCl₃
0.1mol   0.2mol
所以參加反應的鐵粉的質量為（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案為：11.2g．

點評 本題考查了金屬單質及其化合物性質的綜合應用、離子方程式的書寫及有關方程式的計算，題目難度中等，明確金屬單質及其化合物的物質的性質及發(fā)生的反應是解題關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．