Question

8．研究金屬鐵及其化合物的性質(zhì)有重要意義．
（1）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，多采用煅燒黃鐵礦（主要成分是FeS₂，F(xiàn)e為+2價(jià)）生產(chǎn)SO₂，同時(shí)得到氧化鐵．反應(yīng)中被氧化的元素為Fe、S，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2.2mol電子，理論上可生成8.96L SO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（2）印刷線路板腐蝕廢液中含有FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂．欲從廢液中回收銅，并重新獲得FeCl₃溶液．回收銅時(shí)，需要用到的試劑為鐵粉、稀鹽酸，向回收銅后的溶液通入C1₂，充分反應(yīng)后就可獲得FeCl₃溶液，寫(xiě)出通入Cl₂時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）以Fe和石墨作電極，電解飽和食鹽水制Fe（OH）₂，寫(xiě)出電解的總反應(yīng)式Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓．
（4）鋼鐵露置在潮濕空氣中主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕，如圖是海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖．下列判斷正確的是bd（填寫(xiě)序號(hào)）．
a．發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕
b．發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺
c．圖中①、②、③三個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是③
d．圖中①、②、③三個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是②
鐵器深埋地下，也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，原因是一種稱為硫酸鹽還原菌的細(xì)菌，能提供正極反應(yīng)的催化劑，將土壤中的SO₄^2-還原為S^2-，試寫(xiě)出該電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，F(xiàn)e、S元素的化合價(jià)升高；該反應(yīng)中生成8molSO₂轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移44mol電子；
（2）從廢液中回收銅，加Fe置換出Cu；通入Cl₂時(shí)，與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）以Fe和石墨作電極，電解飽和食鹽水制Fe（OH）₂，則Fe為陽(yáng)極失去電子，陰極上氫離子得到電子；
（4）由圖可知，海水中金屬發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e失去電子，①處干燥，③處氧氣少，②處滿足吸氧腐蝕的條件；土壤中的SO₄^2-還原為S^2-，可知得到電子，以此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式．

解答 解：（1）發(fā)生4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，F(xiàn)e、S元素的化合價(jià)升高，則Fe、S被氧化；該反應(yīng)中生成8molSO₂轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移44mol電子，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2.2mol電子，理論上可生成SO₂為2.2×$\frac{8}{44}$×22.4L/mol=8.96L，故答案為：Fe、S；8.96；
（2）從廢液中回收銅，加Fe置換出Cu，再加鹽酸除去過(guò)量的Fe，過(guò)濾即可；通入Cl₂時(shí)，與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)為2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：鐵粉、稀鹽酸；2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）以Fe和石墨作電極，電解飽和食鹽水制Fe（OH）₂，則Fe為陽(yáng)極失去電子，陰極上氫離子得到電子，則電解的總反應(yīng)式為Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓，
故答案為：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓；
（4）a．發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕，故a錯(cuò)誤；
b．Fe為負(fù)極失去電子，則發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺，故b正確；
c．圖中①、②、③三個(gè)區(qū)域，①處干燥，③處氧氣少，②處滿足吸氧腐蝕的條件，生成鐵銹最多的是②，故c錯(cuò)誤；
d．圖中①、②、③三個(gè)區(qū)域，②處滿足吸氧腐蝕的條件，生成鐵銹最多的是②，故d正確；
土壤中的SO₄^2-還原為S^2-，可知得到電子，則該電極反應(yīng)式為SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-，
故答案為：bd；SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、電解原理及應(yīng)用、原電池等，注重高頻考點(diǎn)的考查，為2015年高三模擬題，把握物反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．