Question

9．鐵元素是中學(xué)化學(xué)中討論最多的過渡元素，它能形成眾多重要的合金及化合物．
（1）鐵制品易生銹，在如圖所示鐵閘中的A、B、C三點中，C點的電極反應(yīng)方程式為Fe-2e^-=Fe²⁺將此鐵閘與電源的負極相連可起到保護該鐵閘的作用．對鐵制品進行鈍化處理可提高其抗腐蝕能力，下面是處理過程中的一個反應(yīng)的方程式為：請配平該反應(yīng)方程式．
6Na₂FeO₂+1NaNO₂+5H₂O═3Na₂Fe₂O₄+1NH₃↑+7NaOH
（2工業(yè)上FeCl₃溶液常用于作H₂S氣體的吸收劑（可得到一種黃色的固體），相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．
（3）FeI₂溶液呈淺綠色，向該溶液中加入少量雙氧水后溶液變成淺黃色，變黃色的原因有多種可能，你認為是有I₂生成，為證明你的假設(shè)是正確的，還需要的一種試劑是淀粉，假設(shè)你的看法是正確的，寫出溶液變成淺黃色時反應(yīng)的離子方程式2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O．
（4）向濃度均為0.1mol•L^-1的FeSO₄和CuSO₄的混合溶液中滴加Na₂S溶液，當(dāng)兩種金屬離子沉淀完全時，溶液中c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=5×10^-18（已知：K_sp（FeS）=6.5×10^-18，K_sp（CuS）=1.3×10^-36）．

Answer 1

分析 （1）C點處Fe失電子生成亞鐵離子；與外接電源的負極相連作陰極被保護；
根據(jù)元素化合價變化，結(jié)合電子守恒、原子守恒分析化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)；
（2）FeCl₃和H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，H₂S具有還原性能被鐵離子氧化為硫沉淀，F(xiàn)e³⁺會被還原為Fe²⁺；
（3）I^-的還原性強于Fe²⁺，根據(jù)加入的雙氧水量少來分析；檢驗碘單質(zhì)的生成用淀粉；I^-在酸性條件下被雙氧水氧化為I₂，雙氧水被還原為水，據(jù)此分析；
（4）向濃度均為0.1mol•L^-1的FeSO₄和CuSO₄的混合溶液中滴加Na₂S溶液，當(dāng)兩種金屬離子沉淀完全時，有：c（Fe²⁺）c（S^2-）=K_sp（FeS）=6.5×10^-18；c（Cu²⁺）c（S^2-）=K_sp（CuS）=1.3×10^-36，據(jù)此分析．

解答 解：（1）鐵閘在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，C點鐵閘做負極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，故電極反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺；鋼鐵的防護有犧牲陽極的陰極保護法和外接電源的陰極保護法，故與外接電源的負極相連．即鐵閘作陰極會被保護；
在此氧化還原反應(yīng)中，Na₂FeO₂化合價由+2價升為Na₂Fe₂O₄的+3價，當(dāng)2molNa₂FeO₂參與反應(yīng)時，失去2mol電子；NaNO₂做氧化劑，化合價由+3價將為NH₃的-3價，當(dāng)1molNaNO₂參與反應(yīng)時，失去6mol電子，根據(jù)得失電子數(shù)守恒可知，Na₂FeO₂的計量數(shù)為6，Na₂Fe₂O₄的計量數(shù)為3，NaNO₂的計量數(shù)為1，NH₃的計量數(shù)為1，然后根據(jù)質(zhì)量守恒可知，H₂O的計量數(shù)為5，NaOH的計量數(shù)為7，反應(yīng)為6Na₂FeO₂+NaNO₂+5H₂O═3Na₂Fe₂O₄+NH₃↑+7NaOH，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；負；6；1；5；3；1；7
（2）FeCl₃和H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，H₂S具有還原性能被鐵離子氧化為硫沉淀，由于是在酸性條件下，而不能生成FeS沉淀，故離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
（3）I^-的還原性強于Fe²⁺，由于加入的雙氧水量少，故雙氧水先氧化I^-生成I₂，故溶液變?yōu)闇\黃色可能是有碘單質(zhì)生成；檢驗碘單質(zhì)的生成用淀粉；I^-在酸性條件下被雙氧水氧化為I₂，雙氧水被還原為水，根據(jù)得失電子數(shù)守恒和質(zhì)量守恒可知離子方程式為：2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O，故答案為：I₂；淀粉；2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O；
（4）向濃度均為0.1mol•L^-1的FeSO₄和CuSO₄的混合溶液中滴加Na₂S溶液，當(dāng)兩種金屬離子沉淀完全時，有：c（Fe²⁺）c（S^2-）=K_sp（FeS）=6.5×10^-18；c（Cu²⁺）c（S^2-）=K_sp（CuS）=1.3×10^-36，故有：c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=$\frac{Ksp（FeS）}{Ksp（CuS）}$=$\frac{6.5×1{0}^{-18}}{1.3×1{0}^{-36}}$=5×10^-18，故答案為：5×10^-18．

點評 本題考查較為綜合，涉及金屬的電化學(xué)腐蝕、離子方程式的書寫、難溶電解質(zhì)的溶解平衡等問題，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握答題思路，難度中等．