Question

【題目】鐵是世界上用量最大的金屬，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）Fe3O4是磁鐵礦的主要成分，Fe3O4可用于制造錄音磁帶和電訊器材等。高溫下，鋁粉能與Fe3O4發生鋁熱反應，該反應的化學方程式為______________________________；34.8g Fe3O4與足量稀硝酸反應，被還原的HNO3物質的量為____________mol。

（2）FeCl3溶液是一種黃色透明液體，可用作止血劑，其原因是__________________；向煮沸的蒸餾水中加入幾滴飽和FeCl3溶液，繼續煮沸得到紅褐色的Fe(OH)3膠體，鑒別FeCl3溶液與Fe(OH)3膠體的方法是__________________________________________________________________。

（3）高鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種綠色水處理劑，具有殺菌消毒和聚沉水中雜質的作用，它的殺菌消毒原理是________________________________________；高鐵電池是一種新型可充電電池，高鐵電池的總反應為3Zn+2Na2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH。該電池充電時陽極的電極反應式為___________________。

（4）鐵紅是一種重要的紅色顏料，其主要成分是Fe2O3，將一定量的鐵紅溶于130mL 5mol·L－1鹽酸中，再加入一定量鐵粉恰好溶解，收集到2.24L氣體（標準狀況），向反應后溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色，則參加反應的鐵粉質量為__________。

Answer 1

【答案】 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe； 0.05 FeCl3是電解質，可使血紅蛋白迅速凝聚，從而達到止血作用 用激光筆照射，有丁達爾現象的是Fe(OH)3膠體，無丁達爾現象的是FeCl3溶液 Na2FeO4中鐵為+6價，具有很強的氧化性，能殺滅水中的細菌和病毒 Fe(OH)3+5OH3e=FeO42+4H2O 9.8g

【解析】試題分析：（1）利用鋁強還原性，把金屬置換出來，反應式為：8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe，根據得失電子數目守恒，34.8/232×3×(3－8/3)=n(HNO3)×3，解得n(HNO3)=0.05mol；(2)血液屬于膠體，FeCl3屬于電解質，膠體遇到電解質發生聚沉，從而達到止血的目的；利用膠體具有丁達爾效應，溶液沒有，用激光筆照射，有丁達爾現象的是Fe(OH)3膠體，無丁達爾現象的是FeCl3溶液；（3）Na2FeO4中Fe顯＋6價，具有很強的氧化性，能殺滅水中的細菌和病毒；充電時，電池的正極接電源的正極，電池的負極接電源的負極，充電是放電的逆過程，電池正極上的反應式為：FeO42－＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－，因此充電時陽極反應式為Fe(OH)3+5OH3e=FeO42+4H2O；（4）發生反應的過程：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋2H2O，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，反應后溶液不變紅，溶液的溶質為FeCl2，根據氯元素守恒推出：n(Fe2＋)=130×10－3×5/2mol=0.325mol，產生氫氣時消耗的n(Fe)=n(H2)=2.24/22.4mol=0.1mol，因此在第二步中消耗的n(Fe)=(0.325－0.1)/3mol=0.075mol，因此鐵的質量為(0.075＋0.1)×56g=9.8g。