Question

19．鐵、錳機器化合物可用于電池、制作坦克的鋼甲等材料．
（1）1987年科學家制得了極不穩(wěn)定的黑色固體FeSO₄，F(xiàn)eO₄中Fe的化合價為+8．
（2）Mn的最高價氧化物的化學式為Mn₂O₇，該氧化物屬于酸性（填“酸性”或“堿性”）氧化物．
（3）工業(yè)上常用電解錳酸鉀（K₂MnO₄）溶液的方法制備KMnO₄，陰極上的產(chǎn)物為H₂，陽極的電極反應(yīng)式為MnO₄^2--e^-=MnO₄^-．
（4）已知：3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-46.97kJ•mol^-1；
Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+19.3kJ•mol^-1；
則Fe₂O₃（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO₂（g）△H=-2.79kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合價規(guī)則結(jié)合氧元素的化合價是-2價來計算Fe的化合價；
（2）錳元素的最高價是+7價，根據(jù)化合價規(guī)則書寫化學式，可以和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物屬于酸性氧化物；
（3）用電解錳酸鉀（K₂MnO₄）溶液的方法制備KMnO₄，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）由①3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-46.97kJ•mol^-1；
②Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+19.3kJ•mol^-1；
$\frac{①+②×2}{3}$得到Fe₂O₃（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO₂（g），根據(jù)蓋斯定律計算焓變．

解答 解：（1）氧元素的化合價是-2價，根據(jù)化合價規(guī)則，F(xiàn)e的化合價是+8價，故答案為：+8；
（2）錳元素的最高價是+7價，Mn的最高價氧化物的化學式為Mn₂O₇，Mn₂O₇可以和堿反應(yīng)生成鹽和水，屬于酸性氧化物，故答案為：Mn₂O₇；酸性；
（3）用電解錳酸鉀（K₂MnO₄）溶液的方法制備KMnO₄，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；
故答案為：H₂；MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；
（4）由①3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-46.97kJ•mol^-1；
②Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+19.3kJ•mol^-1；
$\frac{①+②×2}{3}$得到Fe₂O₃（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO₂（g），根據(jù)蓋斯定律焓變=$\frac{-46.97+2（+19.3）}{3}$kJ•mol^-1=-2.79kJ•mol^-1；故答案為：-2.79．

點評 本題考查電極反應(yīng)方程式的書寫及有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算、焓變的計算，明確反應(yīng)物與生成物及物質(zhì)之間的關(guān)系是解答的關(guān)鍵，難度中等．