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）
②Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O（2分）
③ad（2分）
（3）1：1（2分）

解析試題分析：（1）在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時正極為O₂在H₂O存在時得電子生成OH?：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；Fe還原了Fe³⁺，相關反應為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O 、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺。
（2）①正極發生得電子反應，根據化學方程式可知正極為NiO₂；充電時在陰極上生成Fe，反應類型為還原反應。
②Fe作陽極失電子生成FeO₄²?，電極方程式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O
③高鐵酸鈉被還原為Fe³⁺，Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃膠體，具有較強吸附性，故a項錯誤、b項正確；高鐵酸鈉中鐵元素處于高價態，具有強氧化性，能殺菌消毒，故c項正確、d項錯誤。
（3）根據鐵、氧的物質的量之比為4︰5，可得[n(FeO)+2n(Fe₂O₃)]：[n(FeO)+3 n(Fe₂O₃)]=4:5，可得n(FeO)：n(Fe₂O₃)=2，則n(Fe²⁺)：n(Fe³⁺)=1:1。
考點：本題考查原電池原理、方程式的書寫、物質的性質和用途、混合物的計算。