Question

13．铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题．
（1）黄铁矿（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为3FeS₂+8O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄，当4mol O₂参加反应，转移16mol电子．
（2）铁粉与水蒸气也可以制得Fe₃O₄，其化学方程式为3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（3）当制得等质量的Fe₃O₄时，由FeS₂反应得到SO₂与消耗的水蒸气的物质的量之比是3：2．
（4）Fe₃O₄可以用CO还原，写出该反应的化学方程式：Fe₃O₄+4CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．

Answer 1

分析 （1）3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂中Fe元素化合价又+2→+3，化合价升高，S元素化合价由-1→+4，化合价升高，O元素化合价由0→-2，化合价降低，反应消耗1mol氧气转移4mol电子；
（2）铁粉与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气；
（3）设都制备1mol四氧化三铁，依据3FeS₂+8O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄，和3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
计算由FeS₂反应得到SO₂与消耗的水蒸气的物质的量之比；
（4）四氧化三铁与一氧化碳反应生成铁与二氧化碳．

解答 解：（1）3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂中Fe元素化合价又+2→+3，化合价升高，S元素化合价由-1→+4，化合价升高，O元素化合价由0→-2，化合价降低，依据反应可知：1mol氧气参加反应转移4mol电子，则4mol O₂参加反应转移电子的物质的量为16mol；
故答案为：16；
（2）铁粉与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故答案为：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（3）设都制备1mol四氧化三铁，依据3FeS₂+8O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄，可知生成6mol二氧化硫；
依据方程式：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，可知生成1mol四氧化三铁，消耗水分子4mol；
所以当制得等质量的Fe₃O₄时，由FeS₂反应得到SO₂与消耗的水蒸气的物质的量之比是6：4=3：2；
故答案为：3：2；
（4）四氧化三铁与一氧化碳反应生成铁与二氧化碳，化学方程式：Fe₃O₄+4CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
故答案为：Fe₃O₄+4CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；

点评 本题考查了化学方程式的书写，氧化还原反应转移电子数目的计算，明确物质的性质及发生的反应是解题关键，题目难度中等．