Question

工業上常用強的氧化劑處理鋼件，使其表面形成致密、光滑的四氧化三鐵氧化膜，以增強鋼鐵的抗腐蝕能力，這種處理叫做“發藍”或“發黑”．其過程主要有：去污、酸洗、氧化處理、皂化、熱水煮沸、檢查等步驟．鋼件表面氧化過程可分為三個階段：①Fe→Na₂FeO₂；②Na₂FeO₂→Na₂Fe₂O₄；③Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄→Fe₃O₄．請回答以下問題：
（1）酸洗時常用稀硫酸除去表面的鐵銹，寫出除銹時的離子方程式

 

．
（2）將去污、除銹后的鋼件浸入130℃以上含有NaNO₂和NaOH溶液中，逸出一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，片刻后鐵片表面變黑．氧化處理時第一階段反應的化學方程式為

 

．
（3）在發黑的過程中可能會形成有害的氧化鐵紅色膠狀物Fe₂O₃?H₂O，其原因可能是

 

．
（4）氧化處理中產生大量含NO₂^-和OH^-的廢水，某同學設計以下方案處理廢水：
操作1：調節溶液pH接近中性
操作2：加入適量的氯化銨溶液并加熱至沸，產生大量氣體，該氣體為大氣的主要成分
①操作1和操作2的順序能否對調

 

？請說明理由

 

．
②為減輕處理后的產物對環境造成二次污染，下列適合處理含NO₂^-廢水的物質是

 

．
A．O₃ B．KI     C．K₂Cr₂O₇ D．NaClO．

Answer 1

考點：鐵的氧化物和氫氧化物

專題：元素及其化合物

分析：（1）鐵銹的主要成分為Fe₂O₃?xH₂O，與硫酸反應生成硫酸亞鐵和水；
（2）由①Fe→Na₂FeO₂和（2）中所給物質可以得出此反應的反應物和產物，配平即得方程式；
（3）亞鐵酸鈉、鐵酸鈉均屬于強堿弱酸鹽，在水溶液中均可以發生水解；
（4）①NH₄⁺大量與OH^-反應逸出污染大氣的氣體；
②NO₂^-具有很強的還原性，要從強氧化性物質中找，Cr³⁺屬于重金屬離子；

解答： 解：（1）鐵銹的主要成分為Fe₂O₃?xH₂O，鐵銹溶液稀硫酸之后發生Fe₂O₃+6H⁺=2Fe²⁺+3H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe²⁺+3H₂O；
（2）結合Fe→Na₂FeO₂可知，此反應的反應物為NaOH以及還原劑Fe、氧化劑NaNO₂，生成物為Na₂FeO₂和氨氣和水，配平得3Fe+NaNO₂+5NaOH=3Na₂FeO₂+NH₃↑+H₂O，
故答案為：3Fe+NaNO₂+5NaOH=3Na₂FeO₂+NH₃↑+H₂O；
（3）亞鐵酸鈉、鐵酸鈉均屬于強堿弱酸鹽，在水溶液中均可以發生水解，水解的產物通過氧化還原反應、分解反應等反應最終形成有害的氧化鐵紅色膠狀物；
故答案為：亞鐵酸鈉、鐵酸鈉發生水解，最終形成Fe₂O₃?H₂O；
（4）①銨根離子與氫氧根離子反應生成氨氣，氨氣是一種具有刺激性氣味的氣體，如果操作1和操作2的順序對調，則會污染空氣，
故答案為：不能，若對調，則NH₄⁺大量與OH^-反應逸出氨氣；
②NO₂^-具有很強的還原性，需要加氧化劑除掉，故排除B，在選項A、C、D三種強氧化劑中，K₂Cr₂O₇被NO₂^-還原為重金屬離子Cr³⁺造成二次污染，
故選：AD；

點評：本題以元素及其化合物為載體，考查氧化還原反應原理、水解原理，鐵與酸、鹽反應的性質、鐵生銹的條件等知識，注意氧化還原方程式的書寫，注意銨鹽的性質，題目難度中等．