Question

5．請回答下列問題
（1）寫出水蒸氣與鐵在高溫下的反應(yīng)：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂產(chǎn)物中+2價的Fe和+3價Fe的物質(zhì)量之比：1：2．
（2）寫出如圖混合物KNO₃、KOH、Fe₂O₃在加熱共融制得高鐵酸鉀的化學(xué)方程式 并配平：
1Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH-2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O
（3）寫出鉛蓄電池充電時陽極的電池反應(yīng)式PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；Fe₃O₄粉可看做FeO•Fe₂O₃；
（2）KNO₃、KOH、Fe₂O₃在加熱共融，反應(yīng)生成高鐵酸鉀、亞硝酸鉀和水，根據(jù)得失電子相等、質(zhì)量守恒配平；
（3）在充電時是電解池的工作原理，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，二價鉛失去電子生成氧化鉛．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
Fe₃O₄粉可看做FeO•Fe₂O₃，F(xiàn)eO中鐵為+2價，F(xiàn)e₂O₃中鐵為+3價，所以產(chǎn)物中+2價的Fe和+3價Fe的物質(zhì)量之比：1：2；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；1：2；
（2）KNO₃、KOH、Fe₂O₃在加熱共融，反應(yīng)生成高鐵酸鉀、亞硝酸鉀和水，K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6，則亞鐵離子從+3價變?yōu)?6價，化合價升高3價，化合價至少升高3×2=6價；KNO₃中N元素從+5降為KNO₂中的+3價，化合價降低2價，則化合價最小公倍數(shù)為6，所以氧化鐵的系數(shù)為1，KNO₃的系數(shù)為3，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平，配平后的方程式為：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，
故答案為：1 Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；
（3）充電時，陽極PbSO₄發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)，主要涉及氧化還原反應(yīng)方程式書寫，準確分析反應(yīng)中元素化合價變化及生成物判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．