Question

17．鐵是世界上用量最大的金屬，鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應用．
請回答下列問題：
（1）Fe₃O₄是磁鐵礦的主要成分，F(xiàn)e₃O₄可用于制造錄音磁帶和電訊器材等．高溫下，鋁粉能與Fe₃O₄發(fā)生鋁熱反應，該反應的化學方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．34.8g Fe₃O₄與足量稀硝酸反應，被還原HNO₃的物質(zhì)的量為0.05mol．
（2）FeCl₃溶液是一種黃色透明液體，可用作止血劑，其原因是FeCl₃是電解質(zhì)，可使血紅蛋白迅速凝聚，從而達到止血作用；向煮沸的蒸餾水中加入幾滴飽和FeCl₃溶液，繼續(xù)煮沸得到紅褐色的Fe（OH）₃膠體，鑒別FeCl₃溶液與Fe（OH）₃膠體的方法是用激光筆照射，有丁達爾現(xiàn)象的是Fe（OH）₃膠體，無丁達爾現(xiàn)象的是FeCl₃溶液．
（3）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種綠色水處理劑，具有殺菌消毒和聚沉水中雜質(zhì)的作用，它的殺菌消毒原理是Na₂FeO₄中鐵為+6價，具有很強的氧化性，能殺滅水中的細菌和病毒．高鐵電池是一種新型可充電電池，高鐵電池的總反應為3Zn+2Na₂FeO₄+8H₂O$?_{充電}^{放電}$3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4NaOH．該電池充電時陽極的電極反應式為Fe（OH）₃+5OH^--3e^-=FeO₄^2-+4H₂O
（4）鐵紅是一種重要的紅色顏料，其主要成分是Fe₂O₃，將一定量的鐵紅溶于130mL 5mol•L^-1鹽酸中，再加入一定量鐵粉恰好溶解，收集到2.24L氣體（標準狀況），向反應后溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色，則參加反應的鐵粉質(zhì)量為9.8g．

Answer 1

分析 （1）高溫下，鋁粉能與Fe₃O₄發(fā)生鋁熱反應生成Al₂O₃與Fe；
Fe₃O₄相當于FeO．Fe₂O₃，被還原的HNO₃轉(zhuǎn)化為NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算；
（2）血液屬于膠體，遇電解質(zhì)可以發(fā)生凝聚；膠體具有丁達爾效應，而溶液沒有；
（3）Na₂FeO₄中鐵為+6價，具有很強的氧化性；
該電池充電時陽極發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e（OH）₃發(fā)生氧化反應生成FeO₄^2-，根據(jù)電荷守恒可知OH^-參與反應，再結(jié)合電荷守恒與原子守恒配平；
（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(jù)氫氣的體積計算出與鹽酸反應的鐵的物質(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，進而求出與鐵離子反應的鐵的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）高溫下，鋁粉能與Fe₃O₄發(fā)生鋁熱反應生成Al₂O₃與Fe，反應方程式為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
34.8g Fe₃O₄的物質(zhì)的量為$\frac{34.8g}{232g/mol}$=0.15mol，F(xiàn)e₃O₄相當于FeO．Fe₂O₃，被還原的HNO₃轉(zhuǎn)化為NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，被還原的HNO₃的物質(zhì)的量為$\frac{0.15mol×（3-2）}{5-2}$=0.05mol，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；0.05；
（2）FeCl₃是電解質(zhì)，可使血紅蛋白迅速凝聚，從而達到止血作用；
Fe（OH）₃膠體具有丁達爾效應，F(xiàn)eCl₃溶液沒有，鑒別二者的方法為：用激光筆照射，有丁達爾現(xiàn)象的是Fe（OH）₃膠體，無丁達爾現(xiàn)象的是FeCl₃溶液，
故答案為：FeCl₃是電解質(zhì)，可使血紅蛋白迅速凝聚，從而達到止血作用；用激光筆照射，有丁達爾現(xiàn)象的是Fe（OH）₃膠體，無丁達爾現(xiàn)象的是FeCl₃溶液；
（3）Na₂FeO₄中鐵為+6價，具有很強的氧化性，能殺滅水中的細菌和病毒，
該電池充電時陽極發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e（OH）₃發(fā)生氧化反應生成FeO₄^2-，根據(jù)電荷守恒可知OH^-參與反應，結(jié)合電荷守恒與原子守恒，陽極反應方程式為：Fe（OH）₃+5OH^--3e^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案為：Na₂FeO₄中鐵為+6價，具有很強的氧化性，能殺滅水中的細菌和病毒；Fe（OH）₃+5OH^--3e^-=FeO₄^2-+4H₂O；
（4）氫氣的物質(zhì)的量為 $\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=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$\frac{1}{3}$×（0.13L×5mol/L-0.2mol）=0.15mol，
   Fe～～～2FeCl₃
0.075mol     0.15mol
所以參加反應的鐵粉的質(zhì)量為（0.1mol+0.075mol）×56g/mol=9.8g，
故答案為：9.8g．

點評 本題考查氧化還原反應計算、混合反應有關計算、電極反應式書寫、膠體性質(zhì)等，屬于拼合型題目，側(cè)重考查學生分析計算能力以及對知識的遷移運用，難度中等．