Question

科研、生產中常涉及鐵及其化合物

（1）實驗室配制FeSO4溶液時，常向溶液中加入的物質有__________________。

（2）高鐵酸鹽在能源、環保等方面有著廣泛的用途，高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種理想的水處理劑，處理水時所起的作用是________________________。

（3）高鐵電池是一種新型可充電、能長時間保持穩定放電電壓的電池。該電池總反應式為3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH3Zn＋2K2FeO4＋8H2O，該電池放電時的負極反應式為________，充電時陽極附近溶液的pH________（填“變大”、“不變”或“變小”）。

（4）高爐煉鐵過程中發生下列反應：

①Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH＝－24.8 kJ/mol

②3Fe2O3（s）＋CO（g）=2Fe3O4（s）＋CO2（g） ΔH＝－47.2 kJ/mol

③3Fe3O4（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝＋640.4 kJ/mol

請你寫出用CO還原FeO固體制得Fe和CO2的熱化學方程式：________________。

 

Answer 1

（1）稀硫酸和鐵粉

（2）殺菌劑（強氧化劑）和吸附劑（凈水劑）

（3）Zn＋2OH－－2e－=Zn（OH）2 變小

（4）FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO2（g）ΔH＝－218 kJ/mol

【解析】（1）FeSO4是強酸弱堿鹽，易發生水解使溶液呈酸性，配制溶液時，需加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，FeSO4具有較強的還原性，還需加入鐵粉，防止Fe2＋被氧化。

（2）高鐵酸鉀中鐵為＋6價，具有很強的氧化性，可用于殺菌，高鐵酸鉀的還原產物是Fe3＋，易水解生成氫氧化鐵膠體，具有較強的吸附雜質的能力，可用于凈水。

（3）該電池放電時，Zn失電子，為電池的負極，結合產物Zn（OH）2，可寫出放電時的負極反應式為Zn＋2OH－－2e－=Zn（OH）2，正極反應式為FeO42-＋4H2O＋3e－=Fe（OH）3＋5OH－。充電時，充電電池的陽極與電源的正極相連，陽極反應式為Fe（OH）3＋5OH－－3e－=FeO42-＋4H2O，pH變小。

（4）根據反應FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO2（g）與高爐煉鐵的反應可知：3×①－②－2×③得到6FeO（s）＋6CO（g）=6Fe（s）＋6CO2（g） ΔH＝－1 308 kJ/mol，簡化成FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－218 kJ/mol。