Question

5．鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．請回答下列問題：
（1）鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（2）由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應(yīng)的離子方程式是Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）硫酸鐵可作絮凝劑，常用于凈水，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)硫酸鐵不能使酸性廢水中的懸浮物沉降而除去，其原因是酸性環(huán)境中，氫離子抑制了鐵離子的水解，無法生成氫氧化鐵膠體．
（4）磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe₃O₄+4CO═3Fe+4CO₂，若有1.5mol Fe₃O₄參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是12mol．
（5）下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是B（填字母）．

選項(xiàng)	陳述Ⅰ	陳述Ⅱ	判斷
A	鐵是地殼中含量最高的 金屬元素	鐵是人類最早使用的金屬材料	Ⅰ對；Ⅱ?qū)�；�?/TD>
B	常溫下鐵與稀硫酸反應(yīng) 生成氫氣	高溫下氫氣能還原氧化 鐵得到鐵	Ⅰ對；Ⅱ?qū)�；無
C	鐵屬于過渡元素	鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑	Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)�；無
D	在空氣中鐵的表面能形 成致密的氧化膜	鐵不能與氧氣反應(yīng)	Ⅰ對；Ⅱ?qū)�；�?/TD>

Answer 1

分析 （1）正極的發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）金屬銅可以和三價(jià)鐵之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）三價(jià)鐵水解生成的氫氧化鐵膠體具有凈水作用，根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素來回答；
（4）氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
（5）A、金屬鐵的含量和金屬鐵的使用先后沒有因果關(guān)系；
B、金屬鐵可以和酸反應(yīng)，氫氣可以還原出金屬氧化物中的金屬；
C、鐵屬于過渡元素，并且鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑；
D、鐵能與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵．

解答 解：（1）正極的發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）三價(jià)鐵的氧化性強(qiáng)于銅離子，所以金屬銅可以和三價(jià)鐵之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）三價(jià)鐵水解生成的氫氧化鐵膠體具有凈水作用，原理方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，硫酸鐵中由于三價(jià)鐵水解導(dǎo)致溶液顯酸性，而酸性環(huán)境中，氫離子抑制了鐵離子的水解，無法生成氫氧化鐵膠體，所以硫酸鐵不能使酸性廢水中的懸浮物沉降而除去，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；酸性環(huán)境中，氫離子抑制了鐵離子的水解，無法生成氫氧化鐵膠體；
（4）氧化還原反應(yīng)Fe₃O₄+4CO═3Fe+4CO₂中，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)=8，即有1mol Fe₃O₄參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8mol，所以有1.5mol Fe₃O₄參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是12mol，故答案為：12mol；
（5）A、鐵是地殼中含量最高的金屬元素，人類最早使用的金屬是Cu，故A錯(cuò)誤；
B、金屬鐵可以和酸反應(yīng)，氫氣可以還原出金屬氧化物中的金屬，二者之間沒有因果關(guān)系，故B正確；
C、鐵屬于ⅤⅢ族元素，屬于過渡元素，并且鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑，故C錯(cuò)誤；
D、鐵能與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵，在空氣中鐵的表面不能形成致密的氧化膜，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了氧化還原反應(yīng)、鹽的水解原理的應(yīng)用、金屬的冶煉等，側(cè)重于對化學(xué)基本概念和原理的理解考查，以及利用課本知識解決新問題能力，能加深學(xué)生對課本知識的理解，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，題目難度中等．