Question

【題目】鐵是人類較早使用的金屬之一。運用鐵及其化合物有關(guān)知識，回答下列問題：

(1)鐵和鐵合金是生活中的常用材料，下列敘述中，正確的是（______）

A．鐵在冷的濃硝酸中鈍化 B．生鐵耐腐蝕性強，不易生銹

C．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 D．鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應(yīng)

(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________

(3) 焊接鋼鐵時常用的焊藥為氯化銨，其作用是消除焊接處的鐵銹。發(fā)生反應(yīng)的體系中共有六種物質(zhì)：NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。

①寫出并配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________

②發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是________，反應(yīng)中4 mol的氧化劑能________(填“失去”或“得到”)________ mol電子。

③反應(yīng)中產(chǎn)生了11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體時，被還原的物質(zhì)的質(zhì)量為________。

(4)高鐵酸鈉Na2FeO4 是一種新型凈水劑。

①高鐵酸鈉主要通過如下反應(yīng)制取：

2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O，則X的化學(xué)式為___________。

②高鐵酸鈉在水中可以發(fā)生如下反應(yīng)：4FeO42-＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。

由此看來，高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因為它具有________性，而能夠除去水中懸浮物是因為_______________________________________________________

③下列物質(zhì)能作凈水劑（能除去水中的懸浮物）的有____________。

A．KAl(SO4)2·12H2O B．[Fe(OH)(SO4)]n C．ClO2 D．“84”消毒液

Answer 1

【答案】AD Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋ 6NH4Cl＋4Fe2O3===6Fe＋2FeCl3＋3N2↑＋12H2O NH4Cl 得到 18 80 g NaCl 氧化 生成Fe(OH) 3在水中形成膠體能夠吸附水中懸浮雜質(zhì) AB

【解析】

本題主要考查氧化還原反應(yīng)知識的綜合應(yīng)用。依據(jù)“元素化合價升高、失去電子、發(fā)生氧化反應(yīng)；元素化合價降低、得到電子、發(fā)生還原反應(yīng)，失電子的反應(yīng)物是還原劑，得電子的反應(yīng)物是氧化劑”等知識分析。

(1)A.鐵在冷的濃硝酸中鈍化，A項正確；B.生鐵中含碳，在潮濕的空氣中生鐵形成原電池，發(fā)生電化腐蝕，易生銹，B項錯誤；C.不銹鋼是鐵合金，還含碳等非金屬元素，C項錯誤；D.紅熱的鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(g)，D項正確；答案選AD。

(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1FeCl3溶液，得到透明的紅褐色的Fe(OH)3膠體，其反應(yīng)的離子方程式為：Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+；

(3)①鐵銹的主要成分是Fe2O3，該反應(yīng)的反應(yīng)物是NH4Cl和Fe2O3，生成物有FeCl3和N2，分析化合價知，氮元素由-3價升高到N2中的0價，每個氮原子升高3價，鐵元素化合價由+3價降到Fe的0價，每個鐵原子降低3價，根據(jù)化合價升降守恒配平NH4Cl、Fe2O3、Fe、N2的計量數(shù)，再根據(jù)氧原子和氫原子守恒推知X是H2O，并確定FeCl3和H2O計量數(shù)，配平了的反應(yīng)方程式為：6NH4Cl＋4Fe2O3===6Fe＋2FeCl3＋3N2↑＋12H2O

②NH4Cl的氮元素化合價由-3價升高到N2的0價，所以NH4Cl發(fā)生氧化反應(yīng)。Fe2O3是氧化劑，4molFe2O3中有6mol鐵元素的化合價由+3從降低到Fe的0價，得到18mol電子，所以反應(yīng)中4mol氧化劑能得到18mol電子；

③根據(jù)反應(yīng)方程式知，每生成3molN2就要消耗4molFe2O3，但4molFe2O3中只有3molFe2O3(被還原的鐵原子是6mol)被還原，因此有關(guān)系式：3Fe2O3(被還原)~3N2↑。11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的N2的物質(zhì)的量為0.5mol，所以，反應(yīng)中產(chǎn)生了11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體時，被還原的物質(zhì)的量為0.5mol，其質(zhì)量為0.5mol×160g/mol=80g ；

(4)①根據(jù)化學(xué)方程式中原子守恒可確定X是NaCl；

②高鐵酸鈉在水中的反應(yīng)方程式可知，FeO42-具有很強的氧化性，殺菌消毒原理與HClO相似，都是具有強氧化性的原因。高鐵酸鈉在水中被還原為Fe3+，而Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)生成的Fe(OH)3膠體具有吸附作用，能夠吸附水中懸浮的雜質(zhì)。

③A.KAl(SO4)212H2O溶于水時電離出來的Al3+能發(fā)生水解反應(yīng)，水解生成的Al(OH)3膠體能吸附水中的懸浮物，A項正確；B. 聚合硫酸鐵[Fe(OH)(SO4)]n具有吸附作用，能夠除去水中的懸浮物，B項正確；C.ClO2有強氧化性，具有殺菌消毒作用，但不能吸附水中的懸浮物，不能作凈水劑，C項錯誤；D.“84”消毒液主要成分是NaClO，具有強氧化性，能殺菌消毒，不能作凈水劑，D項錯誤；答案選AB。