Question

鐵及其化合物在國民經濟的發(fā)展中起著重要作用．

（1）已知：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ?mol^-1
C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
則Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）的△H=

+489.0kJ/mol

kJ?mol^-1．
（2）鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學腐蝕．某同學將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)（a）已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)（b），如圖1所示．液滴邊緣是

正極

區(qū)（填“正極”或“負極”），其電極反應式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（3）鐵鈦合金是一種常用的不銹鋼材料，某同學在探究該合金的性質時，往含有TiO²⁺、Fe³⁺溶液中加入鐵屑至溶液顯紫色，該過程中發(fā)生的反應有：
①2TiO²⁺（無色）+Fe+4H⁺=2Ti³⁺（紫色）+Fe²⁺+2H₂O
②Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺（無色）+Fe²⁺+2H⁺
③

2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺

．
（4）①高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種優(yōu)良的水處理劑．

FeO

2- 4

在水溶液中的存在形態(tài)如圖2所示，縱坐標表示各存在形態(tài)的分數分布．
下列說法不正確的是

AB

．（填字母）
A．不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態(tài)
B．向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFe

O

- 4

的分布分數逐漸增大
C．向pH=6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應的離子方程式為：HFe

O

- 4

+OH^-═Fe

O

2- 4

+H₂O
②K₂FeO₄溶于水會放出一種無色無味氣體，其殺菌消毒、吸附水中的懸浮雜質的原理可用離子方程式表示為

4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑

．
（5）向一定量的Fe、FeO、Fe₃O₄的混合物中加入100mL 1mol?L^-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（標準狀況）氣體，加入KSCN溶液不顯紅色．若用足量的CO在高溫下還原相同質量的此混合物，可得鐵

2.8

 g．

Answer 1

分析：（1）根據蓋斯定律計算；
（2）鐵在中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，碳作正極，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應；
（3）鐵離子具有氧化性，鐵能和鐵離子發(fā)生氧化還原反應；
（4）①根據圖表分析判斷；
②高鐵酸根離子具有強氧化性，所以能殺菌消毒，高鐵酸根離子能發(fā)生氧化還原反應生成氧氣，同時生成氫氧化鐵，氫氧化鐵具有吸附性；
（5）根據題意知，溶液中的溶質是氯化亞鐵，根據鹽酸的物質的量計算鐵的質量．

解答：解：（1）已知：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ?mol^{-1 ①}
C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^{-1 ②}
將方程式②×3-

①

2

得Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=（-110.5kJ?mol^-1）×3-（-1641.0kJ?mol^-1）×

1

2

=+489.0kJ/mol，
故答案為：+489.0kJ/mol；
（2）鐵在中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，碳作正極，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，氫氧根離子和亞鐵離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定被氧化生成氫氧化鐵，所以邊緣是正極，正極上電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
，故答案為：正極，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）鐵和鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子，離子反應方程式為：2Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺，
故答案 為：2Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺；
（4）①A．根據圖象知，不論溶液酸堿性如何變化，酸性條件下，高鐵酸根離子不存在，故錯誤；
B．向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分數先增大后減小，故錯誤；
C．向pH=6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-═FeO₄^2-+H₂O，故正確；
故選AB；
②高鐵酸根離子具有強氧化性，所以能殺菌消毒，高鐵酸根離子和水反應生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性是，所以能凈水，反應方程式為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，
故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑；
（5）根據題意知，溶液中的溶質是氯化亞鐵，根據鹽酸的物質的量計算鐵的質量，鐵的質量=1mol/L×0.1L×

1

2

×56g/mol=2.8 g，
故答案為：2.8．

點評：本題考查較綜合，涉及氧化還原反應、原電池原理等知識點，易錯點是（5），很多學生因為生成氣體而進行鐵的計算，導致錯誤．