Question

【題目】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）向沸水中逐滴滴加1mol·L－1FeCl3溶液至液體呈透明的紅褐色，所得分散系中微粒直徑的范圍是______________，區(qū)別該液體和FeCl3溶液的方法是______________。

（2）黃鐵礦（FeS2）是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個反應為3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2，氧化產物為________，若有3mol FeS2參加反應，轉移________mol電子。

（3）在熱的稀硫酸溶液中溶解一定量的FeSO4后，再加入足量的KNO3溶液，可使其中的Fe2+全部轉化成Fe3+，并有氣體逸出，請配平該化學方程式：

___FeSO4+____KNO3+___H2SO4═____K2SO4+_____Fe2（SO4）3+__NO↑+_____H2O。

（4）鐵紅是一種紅色顏料，其成分是Fe2O3，將一定量的鐵紅溶于160mL 5mol·L－1鹽酸中，再加入一定量鐵粉恰好溶解，收集到2.24L（標準狀況）H2，經檢測，溶液中無Fe3+，則參加反應的鐵粉的質量為________g。

Answer 1

【答案】1nm~100nm 丁達爾效應 SO2、Fe3O4 32 6 2 4 1 3 2 4 11.2

【解析】

向沸水中逐滴滴加1mol·L－1FeCl3溶液至液體呈透明的紅褐色制備氫氧化鐵膠體。反應3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2中氧元素的化合價降低，鐵元素、硫元素化合價升高。氧化還原反應配平根據(jù)得失電子數(shù)相等。

（1）反應制得氫氧化鐵膠體，膠體中微粒直徑的范圍是1-100nm；丁達爾效應為膠體的特性，故可以利用丁達爾效應區(qū)別氫氧化鐵膠體和氯化鐵溶液。

（2）3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2中，鐵元素由+2價變?yōu)?/span>+3價，化合價升高；硫元素由-1價變?yōu)?/span>+4價，化合價升高；氧元素由0價變?yōu)?/span>-2價，化合價降低。故FeS2作還原劑，O2作氧化劑，Fe3O4、SO2既是氧化產物也是還原產物；在上述反應中共轉移32個電子，若有3mol FeS2參加反應，則轉移32mol電子。

（3）反應中鐵元素由+2價變?yōu)?/span>+3價，氮元素由+5價變?yōu)?/span>+2價，根據(jù)得失電子數(shù)相等和元素守恒，得化學方程式6FeSO4+2KNO3+4H2SO4═K2SO4+3Fe2（SO4）3+2NO↑+4H2O。

（4）生成氫氣的物質的量為0.1mol。根據(jù)反應Fe+2HCl=FeCl2+H2，可知與鹽酸反應Fe的物質的量為0.1mol、HCl物質的量為0.2mol，根據(jù)氯原子守恒，氯化鐵的物質的量為。根據(jù)反應Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知與三價鐵離子反應的Fe的物質的量為0.1mol，故參與反應Fe的總物質的量為0.2mol，質量為11.2g。