Question

(13分)鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途。
（1）在定向爆破中，常利用氧化鐵與鋁反應(yīng)放出的熱量來(lái)切割鋼筋，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為＿＿。
（2）已知：2Fe₂O₃(s)＋3C(s)＝3CO₂(g)＋4Fe(s) △H＝+468.2 kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)＝CO₂(g) △H="-393.5" kJ·mol^-1。
則Fe(s)與O₂ (g)反應(yīng)生成Fe₂ O₃ (s)的熱化學(xué)方程式為＿_(dá)____________________。
（3）可用KMnO₄溶液滴定Fe²⁺的濃度，反應(yīng)的離子方程式如下：5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O
①KMnO₄溶液應(yīng)盛放在＿＿＿＿＿滴定管中；
②判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是＿＿＿＿＿；
③用硫酸酸化的0.020 00 mol·L^-1。KMnO₄溶液滴定某FeSO₄溶液至終點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：

請(qǐng)分析數(shù)據(jù)并計(jì)算，該FeSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為＿＿＿＿＿。
（4）新型納米材料ZnFe₂O_x，可用于除去工業(yè)廢氣中的某些氧化物。制取新材料和除去廢氣的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖：

①已知ZnFe₂O₄與H₂反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2:1，則ZnFe₂O_x中x=＿＿＿＿＿；
②用ZnFe₂O_x除去SO₂的過(guò)程中，氧化劑是＿＿＿＿＿。

Answer 1

（1）Fe₂O₃＋2AlAl₂O₃＋2Fe （2）4Fe(s)+3O₂ (g)＝2Fe₂O₃(s) △H＝－1648.7kJ/mol
（3）①酸式 ②溶液恰好變淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色 ③0.080 00 mol·L^-1
（4）①3.5  ②SO₂

試題分析：（1）氧化鐵與鋁反應(yīng)發(fā)生的是鋁熱反應(yīng)，方程式為Fe₂O₃＋2AlAl₂O₃＋2Fe；
（2）已知：①2Fe₂O₃(s)＋3C(s)＝3CO₂(g)＋4Fe(s) △H＝+468.2 kJ·mol^-1、②C(s)+O₂(g)＝CO₂(g) △H="-393.5" kJ·mol^-1。則根據(jù)蓋斯定律可知②×3－①即得到反應(yīng)4Fe(s)+3O₂ (g)＝2Fe₂O₃(s)，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝－393.5 kJ/mol×3－468.2 kJ/mol＝－1648.7kJ/mol；
（3）①酸性KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性和酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管中；
②由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液恰好變淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第二次實(shí)驗(yàn)中消耗高錳酸鉀溶液的體積與其余二次相差較大，舍去不用，因此消耗高錳酸鉀溶液的體積平均值為＝20.00ml，所以根據(jù)方程式5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O可知，F(xiàn)eSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為×5＝0.080 00 mol·L^-1。
（4）①已知ZnFe₂O₄與H₂反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2:1，則根據(jù)原子守恒可知，反應(yīng)中還生成1分子水，所以ZnFe₂O_x中x＝(4×2－1)÷2＝3.5；
②在ZnFe₂O_x中鐵元素的化合價(jià)是+2.5價(jià)，而反應(yīng)后變?yōu)?3價(jià)，化合價(jià)升高，失去電子，做還原劑，因此氧化劑是二氧化硫。