- 四氧化三铁的物理性质
- 共127题
铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛.请回答:
(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应是______.
(2)由于氧化性Fe3+>Cu2+,氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式是______.
(3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是______(用离子方程式表示).在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是______.
(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,若有1.5mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是______.
正确答案
(1)在钢铁的吸氧腐蚀中,正极上发生的是氧气得电子的还原反应,即O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(2)三价铁的氧化性强于铜离子,所以金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,
故答案为:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
(3)三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用,原理方程式为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,硫酸铁中由于三价铁水解导致溶液显酸性,而酸性环境中,氢离子抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体,所以硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去,
故答案为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+;酸性环境中,氢离子抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体;
(4)氧化还原反应Fe3O4+4CO3Fe+4CO2中,化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=8,即有1mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是8mol,所以有1.5mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是12mol,故答案为:12mol.
甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物.
文献记载:I.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物.
II.FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)△H<0.
III.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收.
甲的实验操作和现象记录如下:
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______.
(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是______.
(3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是______.请用化学平衡原理解释原因:______.甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成.
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足.为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是______,证明有NO生成的实验现象是______.
(5)证明A溶液中是否含有Fe2+和Fe3+,选择的药品是(填序号)______.
a.铁粉 b.溴水 c.鉄氰化钾溶液 d.硫氰化钾溶液.
正确答案
(1)常温时,铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了铁和浓硝酸进一步反应,即产生钝化现象,所以滴入浓硝酸加热前没有明显现象,
故答案为:常温时,铁遇浓硝酸形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生;
(2)生成-3价氮的化合物是氨气,氨气极易溶于水生成氨水,氨水电离生成铵根离子,检验铵根离子的方法是:取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口.若试纸变蓝,则A中生成NH4+,故答案为:取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口.若试纸变蓝,则A中生成NH4+;
(3)取少量B中溶液,加热,棕色溶于变浅,有无色气体逸出,且该气体在空气中变为红棕色,应为可逆反应FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致Fe(NO)SO4(棕色)降低,所以溶液颜色变浅,故答案为:棕色溶液变浅(或绿),无色气体逸出,且在空气中变为红棕色;FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)△H<0 正反应放热,加热后,平衡向逆反应方向移动;
(4)二氧化氮和水反应生成的一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色,所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中NO生成,为排除生成的NO干扰,把浓硝酸换成稀硝酸,稀硝酸和铜反应生成无色的一氧化氮,没有二氧化氮生成,则A中气体是无色的,且B中溶液变为棕色,则说明生成的一氧化氮和硫酸亚铁反应生成棕色,从而说明A中无色气体是一氧化氮,
故答案为:浓硝酸换成稀硝酸;A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色;
(5)亚铁离子的特征反应是:亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,铁离子的特征反应是:铁离子和无色的硫氰化钾溶液反应血红色溶液,故选cd.
在FeSO4溶液中加入NaOH溶液的反应现象是:______,方程式有:______,______.
正确答案
在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,先生成白色絮状沉淀,反应化学方程式为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,氢氧化亚铁不稳定,很快被氧化成 灰绿色,最终被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:生成白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
试样X由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样按下图所示进行实验:
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式.
(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为______.(用m表示)
正确答案
(1)因为CuO+COCu+CO2,FeO+CO
Fe+CO2,所以固体粉末Z为Cu和Fe.铁能和铜离子发生置换反应,所以铁和铜离子发生的离子方程式为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;强酸性溶液E不含铜离子,且有气体F生成,所以铁与铜离子反应铁过量,铁还和酸反应,所以铁和酸反应的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
答:步骤③中所发生的全部反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(2)不溶物W为铜,铜有两部分来源,一部分是CO还原出的铜,一部分为铁与铜离子反应置换出的铜,所以以W的一半计算试样中的氧化铜的质量;
CuO--Cu
80g 64g
m m
所以试样中氧化铜的质量为 m×
=
m,故答案为:
m.
C、E是中学化学中常见的单质,A是固体,C、E 是无色无味的气体,D是黑色晶体,它们之间的转化关系如下图所示。
(1)写出A、B、C的化学式:A___,B___,C___。
(2)写出A、B转化为D、E的化学方程式:___。
(3)写出D与浓盐酸反应的离子方程式:___。
正确答案
(1)Fe ;H2O ;O2 (2)3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 (3)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
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