Question

8．研究金屬鐵及其化合物的性質有重要意義．
（1）硫酸工業生產中，多采用煅燒黃鐵礦（主要成分是FeS₂，Fe為+2價）生產SO₂，同時得到氧化鐵．反應中被氧化的元素為Fe、S，反應中轉移2.2mol電子，理論上可生成8.96L SO₂（標準狀況下）．
（2）印刷線路板腐蝕廢液中含有FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂．欲從廢液中回收銅，并重新獲得FeCl₃溶液．回收銅時，需要用到的試劑為鐵粉、稀鹽酸，向回收銅后的溶液通入C1₂，充分反應后就可獲得FeCl₃溶液，寫出通入Cl₂時發生反應的離子方程式2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）以Fe和石墨作電極，電解飽和食鹽水制Fe（OH）₂，寫出電解的總反應式Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓．
（4）鋼鐵露置在潮濕空氣中主要發生電化學腐蝕，如圖是海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖．下列判斷正確的是bd（填寫序號）．
a．發生的電化學腐蝕主要是析氫腐蝕
b．發生電化學腐蝕的負極反應為：Fe-2e^-=Fe²⁺
c．圖中①、②、③三個區域，生成鐵銹最多的是③
d．圖中①、②、③三個區域，生成鐵銹最多的是②
鐵器深埋地下，也會發生嚴重的電化學腐蝕，原因是一種稱為硫酸鹽還原菌的細菌，能提供正極反應的催化劑，將土壤中的SO₄^2-還原為S^2-，試寫出該電化學腐蝕的正極反應式SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-．

Answer 1

分析 （1）發生4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，Fe、S元素的化合價升高；該反應中生成8molSO₂轉移轉移44mol電子；
（2）從廢液中回收銅，加Fe置換出Cu；通入Cl₂時，與亞鐵離子發生氧化還原反應；
（3）以Fe和石墨作電極，電解飽和食鹽水制Fe（OH）₂，則Fe為陽極失去電子，陰極上氫離子得到電子；
（4）由圖可知，海水中金屬發生吸氧腐蝕，Fe失去電子，①處干燥，③處氧氣少，②處滿足吸氧腐蝕的條件；土壤中的SO₄^2-還原為S^2-，可知得到電子，以此書寫電極反應式．

解答 解：（1）發生4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，Fe、S元素的化合價升高，則Fe、S被氧化；該反應中生成8molSO₂轉移轉移44mol電子，則反應中轉移2.2mol電子，理論上可生成SO₂為2.2×$\frac{8}{44}$×22.4L/mol=8.96L，故答案為：Fe、S；8.96；
（2）從廢液中回收銅，加Fe置換出Cu，再加鹽酸除去過量的Fe，過濾即可；通入Cl₂時，與亞鐵離子發生氧化還原反應，離子反應為2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：鐵粉、稀鹽酸；2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）以Fe和石墨作電極，電解飽和食鹽水制Fe（OH）₂，則Fe為陽極失去電子，陰極上氫離子得到電子，則電解的總反應式為Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓，
故答案為：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓；
（4）a．發生的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕，故a錯誤；
b．Fe為負極失去電子，則發生電化學腐蝕的負極反應為：Fe-2e^-=Fe²⁺，故b正確；
c．圖中①、②、③三個區域，①處干燥，③處氧氣少，②處滿足吸氧腐蝕的條件，生成鐵銹最多的是②，故c錯誤；
d．圖中①、②、③三個區域，②處滿足吸氧腐蝕的條件，生成鐵銹最多的是②，故d正確；
土壤中的SO₄^2-還原為S^2-，可知得到電子，則該電極反應式為SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-，
故答案為：bd；SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-．

點評 本題考查較綜合，涉及氧化還原反應的計算、電解原理及應用、原電池等，注重高頻考點的考查，為2015年高三模擬題，把握物反應原理為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．