Question

鐵和鐵的化合物用途廣泛。請回答下列問題：
（1）寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時正極反應的電極反應式：_______________________。
將生銹的鐵屑放入H₂SO₄溶液中充分溶解后，在溶液中并未檢測出Fe^3＋，用離子方程式說明原因：______________________________________。
（2）愛迪生蓄電池的反應式為
①愛迪生蓄電池的正極是                       ， 該電池工作一段時間后必須充電，充電時生成Fe的反應類型是______。
②高鐵酸鈉(Na₂FeO₄)是一種新型凈水劑。用如圖裝置可以制取少量高鐵酸鈉。寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時，陽極的電極反應式___________________________________。

③你認為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由錯誤的是 ______。
a．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強的吸附性
b．高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe^3＋，Fe^3＋水解產生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質
c．高鐵酸鈉具有強氧化性，能消毒殺菌
d．高鐵酸鈉具有強還原性，能消毒殺菌
（3）某FeO、Fe₂O₃混合物中，鐵、氧的物質的量之比為4︰5，其中Fe²⁺與Fe³⁺物質的量之比為___________。

Answer 1

（1）O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（1分）;2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（1分） Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O（不寫不扣分）
（2）①NiO₂（1分）;還原反應（1分）
②該反應中的電解質是氫氧化鈉，要想生成高鐵酸鈉，鐵電極必需參與電極反應，因此鐵電極作的是陽極，涉及到的反應為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O（2分）
③ad（2分）
（3）1：1（2分）

試題分析：（1）在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕發生的是吸氧腐蝕，正極反應的電極反應式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（1分）；沒有三價鐵離子是因為被鐵還原了：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（1分） Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O（不寫不扣分）
（2）①放電過程中，鐵作電池的負極，那么正極一定是NiO₂（1分）；充電時三價鐵生成鐵單質，得到電子，一定發生還原反應（1分）
②Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O（2分）
③a．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強的吸附性，這種說法是錯誤的，因為高鐵酸鈉溶于水時，高鐵酸鈉作為強氧化劑，對水中的病菌氧化殺毒，被還原為三價鐵離子，三價鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，對水起凈化作用，并不是高鐵酸鈉溶于水成膠體；b．高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe^3＋，Fe^3＋水解產生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質，正確；
c．高鐵酸鈉具有強氧化性，能消毒殺菌，正確；
d．高鐵酸鈉具有強還原性，能消毒殺菌，錯誤，因此選ad（2分）
（3）FeO、Fe₂O₃混合物中，鐵、氧的物質的量之比為4︰5，設其中FeO為xmol、Fe₂O₃為ymol則有如下關系式：x＋2y="4;" x＋3y=5,解之得：x=2,y=1,所以其中Fe²⁺與Fe³⁺物質的量之比為1：1（2分）