Question

鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物等均為重要化合物．回答下列問(wèn)題．
（1）FeCl₃溶液吸可以吸收煙氣中的SO₂，該反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（2）已知反應(yīng)：3Br₂+6FeCl₂=4FeCl₃+2FeBr₃，向1L 0.4mol/L的FeBr₂溶液中通入6.72LCl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式（用總方程式表示）

 

（3）已知鐵的某種氧化物化學(xué)式為Fe_xO（x＜1），鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.3%，則Fe_xO中x值（精確至0.01）為

 

，該氧化物中的Fe分別為Fe²⁺、Fe³⁺，計(jì)算n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=

 

（4）用一定量的鐵與足量的稀H₂SO₄及足量的CuO制單質(zhì)銅，有人設(shè)計(jì)以下兩種方案：
①Fe

稀硫酸

H₂

氧化銅

Cu，②CuO

稀硫酸

CuSO₄

鐵

Cu．
若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則進(jìn)行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量作比較正確的是

 

A．相等　　　 B．①多　　　 C．②多　　　 D．無(wú)法判斷
（5）在鐵與銅的混合物中，加入不足量的稀硝酸，反應(yīng)后剩余金屬m₁ g；再向其中加入一定量稀硫酸，充分振蕩后，剩余金屬m₂ g，則m₁

 

（填“大于”、“可能大于”、“等于”或“可能等于”）m₂
（6）以鐵為陽(yáng)極，銅為陰極，對(duì)足量的NaOH溶液進(jìn)行電解．一段時(shí)間后得到4molFe（OH）₃沉淀，此間共消耗的水的物質(zhì)的量為

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：鐵的化學(xué)性質(zhì),鐵的氧化物和氫氧化物

專(zhuān)題：元素及其化合物

分析：（1）利用FeCl₃溶液的氧化性吸收煙氣中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化為SO₄^2-，同時(shí)Fe³⁺被還原為Fe²⁺；故方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（2）氯氣具有氧化性，能將亞鐵離子和溴離子氧化，亞鐵離子還原性較強(qiáng)，根據(jù)電子得失守恒求出被氧化的Br^-的物質(zhì)的量；
（3）計(jì)算氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)化學(xué)式中元素質(zhì)量之比列方程計(jì)算；
（4）兩方案中所發(fā)生的化學(xué)方程式為：①Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O、Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②中均可完全轉(zhuǎn)化，而①中氫氣還原CuO，應(yīng)先通入氫氣排出裝置中的空氣，不能全部參與還原反應(yīng)；
（5）再加入稀硫酸，因硝酸根在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，故剩余金屬無(wú)論是鐵還是銅還是鐵銅混合物，都會(huì)溶解，以此來(lái)解答；
（6）活潑金屬鐵作電解池陽(yáng)極時(shí)，電解氫氧化鈉溶液的電解方程式為Fe+2H₂O

電解  .

H₂+Fe（OH）₂↓，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，能被氧氣氧化成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，結(jié)合反應(yīng)的方程式計(jì)算．

解答： 解：（1）利用FeCl₃溶液的氧化性吸收煙氣中的SO₂，SO₂在溶液中被氧化為SO₄^2-，同時(shí)Fe³⁺被還原為Fe²⁺；故方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（2）氯氣具有氧化性，能將亞鐵離子和溴離子氧化，先氧化亞鐵離子，1L 0.4mol/L即0.4mol的FeBr₂溶液中通入標(biāo)況下的6.72L即

6.72L

22.4L/mol

=0.3molCl₂反應(yīng)時(shí)，此時(shí)Fe²⁺全部被氧化，溴離子部分被氧化，根據(jù)電子得失守恒：n（Cl₂）×2=n（Fe²⁺）×1+n（Br^-）×1，即0.3mol×2=0.4mol×1+n（Br^-）×1，則n（Br^-）=0.2mol，
此時(shí)離子方程式為：3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂，故答案為：3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂；
（3）鐵的某種氧化物的化學(xué)式表示為Fe_x0（x＜1），鐵元素在該氧化物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.3%，則氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.7%，故56x：16=76.3%：23.7%，解得x=0.92，設(shè)氧化物中的Fe分別為Fe²⁺、Fe³⁺，物質(zhì)的量分別為x，y，則根據(jù)化學(xué)式有

2x+3y=2 x+y=0.92

，解得x=0.76，y=0.16，所以n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=19：4，
故答案為：0.92；19：4；
（4）兩方案中所發(fā)生的化學(xué)方程式為：①Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O、Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②中均可完全轉(zhuǎn)化，而方案①中氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始時(shí)需先通入一部分氫氣，排除裝置中的空氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)還要通一會(huì)氫氣，以防止生成的銅被氧化，如果不考慮先通后停，相同質(zhì)量的鐵生成銅的質(zhì)量是相同的，但是由于部分氫氣被浪費(fèi)，從而導(dǎo)致鐵的質(zhì)量被多消耗一部分，所以導(dǎo)致方案①對(duì)應(yīng)的銅減少．故方案②生成的銅多，故選C；
（5）鐵和銅都和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽，充分反應(yīng)后剩余金屬的質(zhì)量為m₁g，剩余金屬一定含Cu，可能還含F(xiàn)e；再加入硫酸，提供氫離子，在酸性條件下，硝酸鹽中的硝酸根具有強(qiáng)氧化性，故再與剩余金屬反應(yīng)，故m₁一定大于m₂，故答案為：大于；
（6）根據(jù)鐵原子守恒知，4molFe（OH）₃～4molFe（OH）₂，所以生成4molFe（OH）₃需要4molFe（OH）₂；
活潑金屬鐵作電解池陽(yáng)極時(shí)，電解氫氧化鈉溶液的電解方程式為Fe+2H₂O

電解  .

H₂+Fe（OH）₂↓，
根據(jù)電解方程式得，生成4molFe（OH）₂需要水的物質(zhì)的量為8mol；
又氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，能被氧氣氧化成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
根據(jù)方程式得，生成4molFe（OH）₃需要水的物質(zhì)的量為2mol，
所以得到4molFe（OH）₃沉淀消耗水的物質(zhì)的量共為10mol．
故答案為：10．

點(diǎn)評(píng)：本題比較綜合，考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、氧化還原反應(yīng)，電解池的工作原理的應(yīng)用等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．