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铁和铁的化合物用途广泛。请回答下列问题:
(1)写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时正极反应的电极反应式:_______________________。
将生锈的铁屑放入H2SO4溶液中充分溶解后,在溶液中并未检测出Fe3,用离子方程式说明原因:______________________________________。
(2)爱迪生蓄电池的反应式为
①爱迪生蓄电池的正极是                       , 该电池工作一段时间后必须充电,充电时生成Fe的反应类型是______。
②高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。写出在用电解法制取高铁酸钠时,阳极的电极反应式___________________________________。

③你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由错误的是 ______。
a.高铁酸钠溶于水形成一种胶体,具有较强的吸附性
b.高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe3,Fe3水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质
c.高铁酸钠具有强氧化性,能消毒杀菌
d.高铁酸钠具有强还原性,能消毒杀菌
(3)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4︰5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为___________。


(1)O2+2H2O+4e-=4OH-(1分);2Fe3++Fe=3Fe2+(1分) Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(不写不扣分)
(2)①NiO2(1分);还原反应(1分)
②该反应中的电解质是氢氧化钠,要想生成高铁酸钠,铁电极必需参与电极反应,因此铁电极作的是阳极,涉及到的反应为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O(2分)
③ad(2分)
(3)1:1(2分)

解析试题分析:(1)在潮湿空气中钢铁锈蚀发生的是吸氧腐蚀,正极反应的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-(1分);没有三价铁离子是因为被铁还原了:2Fe3++Fe=3Fe2+(1分) Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(不写不扣分)
(2)①放电过程中,铁作电池的负极,那么正极一定是NiO2(1分);充电时三价铁生成铁单质,得到电子,一定发生还原反应(1分)
②Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O(2分)
③a.高铁酸钠溶于水形成一种胶体,具有较强的吸附性,这种说法是错误的,因为高铁酸钠溶于水时,高铁酸钠作为强氧化剂,对水中的病菌氧化杀毒,被还原为三价铁离子,三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体,对水起净化作用,并不是高铁酸钠溶于水成胶体;b.高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe3,Fe3水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质,正确;
c.高铁酸钠具有强氧化性,能消毒杀菌,正确;
d.高铁酸钠具有强还原性,能消毒杀菌,错误,因此选ad(2分)
(3)FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4︰5,设其中FeO为xmol、Fe2O3为ymol则有如下关系式:x+2y="4;" x+3y=5,解之得:x=2,y=1,所以其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:1(2分)
考点:考查电化学、铁离子的水解的知识,以及高铁酸钠的性质。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)    ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤气变换反应:
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)   ΔH3=-41.1 kJ·mol1
二甲醚合成反应:
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)    ΔH4=-24.5 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是____________________________________________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化剂(含Cu­Zn­Al­O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________
_____________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________________个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E=_______________(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW·h=3.6×106 J)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某化学兴趣小组按照下列流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。

(1)镁铝合金中加NaOH溶液的离子反应方程式为       ,画出金属X的原子结构示意图       ,固体A的化学式为       
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式        ,操作②包含的步骤有蒸发浓缩、       、过滤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数,设计如图装置,则需要测定的数据有            、            。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

如图是测定铝粉(含镁粉)的纯度的实验装置。所用的NaOH(足量)的物质的量浓度为4.5  mol·L-1。不同时间电子天平的读数如下表所示:

实验操作
时间/min
电子天平的读数/g
烧杯+NaOH溶液
0
120
烧杯+NaOH溶液+样品
0
135
1
134.5
2
134.1
3
133.8
4
133.8
 
(1)反应中生成气体的质量       g。
(2)试计算样品中铝的质量分数。(写出解题过程)
(3)反应后溶液(溶液的体积变化忽略)的c(OH)。(写出解题过程)    

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空:
(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸,在铜粉溶解时可以观察到的实验现象:_____________、_____________。
(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是_____________,除去这种杂质的实验操作称为_____________。
(3)已知:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。称取0.100 0 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中,加入0.100 0 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL,反应完全后,过量的氢氧化钠用
0.100 0 mol/L盐酸滴定至终点,耗用盐酸20.16 mL,则0.100 0 g该试样中含CuSO4·5H2O_____________g。
(4)上述滴定中,滴定管在注入盐酸之前,先用蒸馏水洗净,再用_____________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

A、B、C、D是中学化学中常见的单质, D为地壳中含量最多的金属;甲、乙、丙为化合物,其中甲为有磁性的黑色晶体,乙在常温常压下为无色液体。各物质的转化关系如下:

(1)组成D的元素在周期表中的位置是                       
(2)若用一种反应类型概括上述转化中所涉及到的全部反应,该反应类型是                
(3)在上述电解反应中,阳极的电极反应式是                             
(4)甲和D反应的化学方程式是                                       
(5)D的某种盐常用于净水,用离子方程式表示其净水原理                

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某混合物A,含有Al2(SO4)3、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的变化。

请回答下列问题。
(1) 图中涉及分离溶液与沉淀的方法是____________________________。
(2)  B、C、D、E四种物质的化学式为:
B__________、C__________、D__________、E__________。
(3) 写出下列反应的离子方程式:
沉淀F与NaOH溶液反应________________________________。
沉淀E与稀硫酸反应____________________________。
溶液G与过量稀氨水反应________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某化学兴趣小组利用废弃铝矿(含CuO、Al2O3及SiO2),模拟工业上提取铝的工艺,设计如下图所示的简单操作流程:

已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物



开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
回答下列问题:
(1)滤渣主要成分的化学式为______________________。
(2)灼烧时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有___________(填仪器名称)。
(3)溶液Y中要加入稍过量原料A,原料A的化学式是_________,步骤⑤反应的离子方程式是_______________________。
(4)操作流程中③的离子方程式为_______________________。
(5)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如图所示:

请写出该电池正极反应式_________________;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300mL氯化钠溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=_________(不考虑溶液体积的变化)。
(6)以熔融盐为电镀液可以在钢材表面镀铝,镀铝电解池中,钢材为________极;镀铝后能防止钢材腐蚀,其原因是____________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:

①检查装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成
④........
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为                        
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是                                        
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)                   
(4)装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:               
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为                        
(7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为                       
(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应,可知该实验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率为100%;②                                          

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