Question

（18分）鐵是廣泛應(yīng)用的金屬。

（1）鐵元素在周期表中的位置是 ，工業(yè)上通常采用高爐煉鐵的方法制得單質(zhì)鐵，請(qǐng)寫(xiě)出用赤鐵礦與CO反應(yīng)煉鐵的化學(xué)方程式 。

（2）請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)3膠體的操作步驟：

①取25ml蒸餾水加熱至沸騰

②

③繼續(xù)煮沸至

④停止加熱。

（3）幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(已知Fe(OH)2呈絮狀,不易從溶液中除去)

注:開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算現(xiàn)有某溶液含有Fe2+、Fe3+、Zn2＋、SO42-，要使溶液中的Fe2+和Fe3+完全沉淀，需往溶液中先加入H2O2，作用是 ，然后再加入NH4HCO3調(diào)節(jié)pH至 ，NH4HCO3中起調(diào)節(jié)pH作用的離子是 (填離子符號(hào))

①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘和鋼釘在堿性溶液中遇到高錳酸鉀時(shí)是否能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。實(shí)驗(yàn)如下

①完成下列表格

②實(shí)驗(yàn)2比實(shí)驗(yàn)1能夠較快看到以上現(xiàn)象的原因是 。

 

Answer 1

（1）第四周期 第VIII族 （2分） 3CO + Fe2O32Fe +3 CO2（2分）

（2）②向沸水中逐滴加入5－6滴FeCl3飽和溶液 （2分）

③液體呈透明的紅褐色 （1分）

（3）將Fe2+氧化為Fe3+，（2分）至3.2－5.8之間 （1分） HCO3-（2分）

（4）①

（每道方程式1分，共4分）

②鐵釘中的碳和鐵構(gòu)成了原電池的正負(fù)極，加快反應(yīng)速率，能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 （2分）

【解析】

試題分析：鐵元素是第四周期，第VIII族元素，工業(yè)上通常采用高爐煉鐵的方法制得單質(zhì)鐵：3CO + Fe2O32Fe +3 CO2；（2）實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)3膠體的操作步驟為：①取25ml蒸餾水加熱至沸騰；②向沸水中逐滴加入5－6滴FeCl3飽和溶液；③繼續(xù)煮沸至液體呈透明的紅褐色，即得到Fe(OH)3膠體；④停止加熱。（3）含有Fe2+、Fe3+、Zn2＋、SO42-的溶液中，要使溶液中的Fe2+和Fe3+完全沉淀，先往溶液中加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+，然后再加入NH4HCO3調(diào)節(jié)pH至3.2 以上使Fe3+完全沉淀，但pH<5.9，防止Zn2＋轉(zhuǎn)化為沉淀；加入NH4HCO3是使溶液中的H+離子濃度降低，故起調(diào)節(jié)pH作用的離子是HCO3- ；（4） ①鋼鐵中含有Fe、C，C、Fe和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，C為正極，正極上MnO4-得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO4-＋e- = MnO42-，短時(shí)間溶液由紫紅色(MnO4-)變?yōu)樯罹G色(MnO42-)，隨后Fe 2++2OH- =Fe(OH)2 ↓；Fe(OH)2+2OH- + MnO4-=Fe(OH)3 +MnO42- ； Fe(OH)3 = Fe2O3 ·nH2O等反應(yīng)進(jìn)行，因此可知：

②實(shí)驗(yàn)2比實(shí)驗(yàn)1能夠較快看到以上現(xiàn)象的原因是：鐵釘中的碳和鐵構(gòu)成了原電池的正負(fù)極，加快反應(yīng)速率，能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

考點(diǎn)：考查鐵及其化合物的性質(zhì)，膠體，電化學(xué)腐蝕的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。