Question

Fe元素是地殼中最豐富的元素之一，在金屬中僅次于鋁，鐵及其化合物在生活、生產中有廣泛應用．請回答下列問題：
（1）磁鐵礦是工業上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe₃₄+4CO3Fe+4C0₂，若有1mol Fe₃₄參加反應，轉移電子的物質的量是______mol；
（2）與明礬相似，硫酸鐵也可用作凈水劑，在使用時發現硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去，其原因是______；
（3）鋼鐵的電化腐蝕簡單示意圖如右，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學防護的簡單示意圖，請在下圖虛線框內作出修改，并用箭頭標出電子流動方向______；
（4）硫酸亞鐵晶體常作醫藥上的補血劑．課外研究性小組測定該補血劑中鐵元素的含量．實驗步驟如下：

請回答下列問題：
①證明步驟①所得濾液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加H₂O₂，此過程的現象為：______；
②若該實驗溫度下，步驟③中難溶物的溶度積為Ksp=8×l0^-38，試計算該物質沉淀完全所需要的pH=______（已知溶液中離子濃度小于10^-5mol時，該離子可看做沉淀完全；lg2=0.3）；
③步驟④中一系列的操作步驟為：過濾、______、灼燒、冷卻、稱量；
④若實驗過程中無損耗，最后稱量得到a克紅棕色的固體，則每片補血劑中含鐵元素的質量為______g．（用含a的式子表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據Fe的得電子數等于C的失電子數來分析；
（2）根據水解平衡移動來分析；
（3）由圖可知，Fe活潑，在原電池中作負極而被腐蝕，則利用外加電源的陰極保護法來保護Fe，在內電路電子由正極流向負極；
（4）①Fe²⁺為淺綠色，被氧化后生成Fe³⁺，遇KSCN溶液變為血紅色；
②步驟③中難溶物為Fe（OH）₃，Ksp=8×l0^-38，由Fe³⁺的濃度為10^-5mol/L來計算；
③根據過濾及最后稱重來分析；
④由鐵原子守恒可知，2Fe～Fe₂O₃，以此來計算片補血劑中含鐵元素的質量．
解答：解：（1）1molFe₃₄參加反應，Fe原子得電子，而C原子失去電子，4molCO作還原劑，則轉移的電子為4mol×（4-2）=
8mol，故答案為：8；
（2）因Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體，能夠凈化水，但在酸性條件下抑制了水解，使水解平衡逆向移動，無法得到
Fe（OH）₃膠體，故不能夠吸附懸，
故答案為：因酸性廢液中，將會Fe³⁺抑制的水解，無法得到Fe（OH）₃膠體，故不能夠吸附懸；
（3）由圖可知，Fe活潑，在原電池中作負極而被腐蝕，則利用外加電源的陰極保護法來保護Fe，讓Fe作陰極，在內電路電子由正極流向負極，
如圖所示，故答案為：；
（4）①Fe²⁺為淺綠色，被氧化后生成Fe³⁺，遇KSCN溶液變為血紅色，故答案為：H₂O₂溶液由淺綠色變為血紅色；
②步驟③中難溶物為Fe（OH）₃，Ksp=8×l0^-38，由Fe³⁺的濃度為10^-5mol/L可知，c（OH^-）=，
c（H⁺）=，lg2=0.3pH=3.3，故答案為：3.3；
③步驟④生成沉淀，則需要過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量可得到固體的質量，故答案為：洗滌；
④由鐵原子守恒可知，2Fe～Fe₂O₃，a克紅棕色的固體，則Fe的質量為×2×56g/mol=0.7ag，
所以每片中含有Fe元素的質量為=0.07ag，故答案為：0.07a．
點評：本題考查氧化還原反應、電化學、水解、溶度積的計算、守恒法的計算等，考查知識點較多，難度較大，且計算較繁瑣，對學生的能力要求較高．