Question

18．鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．請(qǐng)回答下列問題：
（1）在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl₂可用鐵粉和鹽酸（或氯化鐵）反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl₃可用鐵粉和氯氣反應(yīng)制備．
（2）黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料．高溫下可發(fā)生反應(yīng)：
3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄，該過程中若有1.5mol FeS₂參加反應(yīng)，則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移16mol電子．
（3）K₂FeO₄與Zn組成新型二次電池高鐵電池，電解液為堿溶液，其反應(yīng)式為：
3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₂+4KOH$?_{放電}^{充電}$3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O，放電時(shí)電池的負(fù)極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-═Zn（OH）₂；充電時(shí)電解液的pH減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”之一）．
（4）某同學(xué)向盛有H₂O₂溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl₂溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；一段時(shí)間后．溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成．產(chǎn)生氣泡的原因是Fe³⁺催化H₂O₂分解產(chǎn)生O₂；生成沉淀的原因是H₂O₂分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe³⁺的水解平衡正向移動(dòng)（用平衡移動(dòng)原理解釋）．

Answer 1

分析 （1）Fe與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣；Fe與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，F(xiàn)e與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵；
（2）3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄中，F(xiàn)e、S元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低；
（3）Zn元素的化合價(jià)升高，放電時(shí)負(fù)極上Zn失去電子；由電池反應(yīng)可知，充電時(shí)消耗KOH；
（4）酸性條件下H₂O₂將亞鐵離子氧化為鐵離子；鐵離子能催化H₂O₂分解產(chǎn)生氧氣；從平衡角度分析．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl₂可用鐵粉和鹽酸（或氯化鐵）反應(yīng)制取；FeCl₃可用鐵粉和氯氣反應(yīng)制取，
故答案為：鹽酸（或氯化鐵）；氯氣；
（2）3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄中，F(xiàn)e、S元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，1.5molFeS₂參加反應(yīng)，則消耗氧氣為4mol，由O元素的化合價(jià)變化可知，轉(zhuǎn)移的電子為4mol×2×（2-0）=16mol，
故答案為：16；
（3）Zn元素的化合價(jià)升高，放電時(shí)負(fù)極上Zn失去電子，電極反應(yīng)為Zn+2OH^--2e^-═Zn（OH）₂，由電池反應(yīng)可知，充電時(shí)消耗KOH，則pH減小，
故答案為：Zn+2OH^--2e^-═Zn（OH）₂；減小；
（4）向盛有H₂O₂溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl₂溶液，發(fā)生的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺催化氧化H₂O₂分解產(chǎn)生O₂，故一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)；生成沉淀的原因是H₂O₂分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe³⁺的水解平衡正向移動(dòng)，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O； Fe³⁺催化氧化H₂O₂分解產(chǎn)生O₂；H₂O₂分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe³⁺的水解平衡正向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題為小綜合，涉及氧化還原反應(yīng)及原電池原理，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化及發(fā)生的氧化反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意原電池與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，題目難度不大．