Question

8．鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途．請回答下列問題：
（1）鋼鐵銹蝕是目前難以解決的現(xiàn)實(shí)問題，電化學(xué)腐蝕最為普遍．寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．鐵銹的主要成分是Fe₂O₃•xH₂O（填寫化學(xué)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
Fe³⁺，用離子方程式說明原因：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
（2）愛迪生蓄電池的反應(yīng)式為：Fe+NiO₂+2H₂O$?_{充電}^{放電}$Fe（OH）₂+Ni（OH）₂；高鐵酸酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型凈水劑．用下面裝置可以制取少量高鐵酸鈉．
①此裝置中愛迪生蓄電池的負(fù)極是a（填“a”或“b”），該電池工作一段時(shí)間后必須充電，充電時(shí)生成NiO₂的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)．
②寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
③你認(rèn)為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由可能是BC．
A．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強(qiáng)的吸附性
B．高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，能消毒殺菌
C．高鐵酸鈉在消毒殺菌時(shí)被還原生成Fe³⁺，水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，二價(jià)鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵失去部分水生成鐵銹；鐵和鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子．
（2）①放電時(shí)，鐵棒作負(fù)極，碳棒作正極，據(jù)此判斷a的電極；失電子的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)．
②鐵失電子和氫氧根離子生成高鐵酸根離子和水．
③高鐵酸根離子有強(qiáng)氧化性，被還原生成的三價(jià)鐵離子能發(fā)生生成膠體，膠體具有吸附性．

解答 解：（1）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生的反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，二價(jià)鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵失去部分水生成鐵銹，所以鐵銹的成分是Fe₂O₃•xH₂O；鐵和鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，導(dǎo)致溶液中不存在鐵離子．
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；Fe₂O₃•xH₂O；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）①放電時(shí)，鐵作負(fù)極，碳棒作正極，所以放電時(shí)a是負(fù)極，b是正極；充電時(shí)，氫氧化鎳失電子生成氧化鎳，發(fā)生氧化反應(yīng)．
故答案為：a；氧化反應(yīng)．
②陽極上鐵失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水，離子方程式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
③高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，所以能殺菌消毒；高鐵酸鈉能被還原生成鐵離子，鐵離子能水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能吸附懸浮雜質(zhì)，所以能凈水．
故答案為：BC．

點(diǎn)評 本題考查了原電池原電池和電解池原理，題目難度中等，注意把握原電池和電解質(zhì)中電極的判斷方法以及電極方程式的書寫方法是解題的關(guān)鍵，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力．