Question

鐵、鋁及其化合物在生活、生產中有廣泛應用．請回答下列問題：
（1）黃鐵礦（FeS₂）是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料．其中一個反應為3FeS₂+8O₂=6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂，參加反應，轉移

 

mol電子．
（2）氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應的離子方程式為

 

；從腐蝕廢液同收得到金屬銅，還需要的試劑是
（3）與明礬相似，硫酸鐵也可作凈水劑，在使用時發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去，其原因是

 

（4）己知H₂O₂ 是一種弱酸，在強堿性溶液中主要以HO₂^- 形式存在．
目前研究比較熱門的Al-H₂O₂燃料電池，其原理如圖所示，電池總反應如下：2Al+3HO

- 2

=2AlO

- 2

+OH^-+H₂O
①正極反應式為

 

．
②Al電極易被NaOH溶液腐蝕，這是該電池目前未能推廣使用的
原因之一，電極被腐蝕的離子方程式為

 

．
（5）鋼材鍍鋁可以防止鋼材腐蝕，在鍍鋁電解池中電解液采用熔融鹽（成分NaCl、KCl，電鍍時氯元素和鋁元素主要以AlCl^4-形式存在）．不采用氯化鋁水溶液的原因是

 

．是（用離子方程式表示）．
（6）為了回收粗銅精煉后陽極泥中的Ag和Au，某實驗小組查閱了有關資料如下表：

編號	常溫下反應	化學平衡常數
反應甲	Au+6HNO3?Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜10-5
反應乙	Au3++4Cl-?[AuCl4]-	＞105

從資料中可知，常溫下金很難與硝酸反應，但卻可溶于王水（濃硝酸與濃鹽酸體積比為1：3的混合物）．請你運用化學平衡移動原理，簡要說明金能溶于王水的原因

 

．

Answer 1

考點：電解原理,氧化還原反應

專題：

分析：（1）3FeS₂+8O₂

高溫  .

6SO₂+Fe₃O₄中，F(xiàn)e、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低；
（2）氯化鐵溶液與銅反應生成氯化銅和氯化亞鐵，利用置換反應得到Cu；
（3）酸性廢水中抑制鐵離子的水解；
（4）①依據電池反應分析負極反應和正極反應；
②原電池中鋁做負極失電子，在堿溶液中生成偏鋁酸鹽；
（5）氯化鋁溶液中電解氫離子得到電子能力強于鋁離子，電解得不到鍍鋁的結果；
（6）濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的[AuCl₄]^-離子，使反應甲平衡向右移動．

解答： 解：（1）3FeS₂+8O₂

高溫  .

6SO₂+Fe₃O₄中，F(xiàn)e、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低，3molFeS₂參加反應，由O元素的化合價變化可知，轉移的電子為8mol×2×（2-0）=32mol，故答案為：32；
（2）氯化鐵溶液與銅反應生成氯化銅和氯化亞鐵，該離子反應為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，利用置換反應得到，過量鐵粉利用鹽酸或硫酸除去，則選試劑為鐵粉、稀鹽酸（稀硫酸），故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；鐵粉、稀鹽酸（稀硫酸）；
（3）因酸性廢水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃膠體，則硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去，故答案為：酸性廢水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃膠體；
（4）①H₂O₂是一種弱酸，在強堿性溶液中主要以HO₂^-形式存在，Al-H₂O₂燃料電池，電池總反應如下：2Al+3HO₂^-═2AlO₂^-+OH^-+H₂O，失電子的再原電池負極發(fā)生氧化反應，正極上是得到電子發(fā)生還原反應，依據電池反應也是化合價變化判斷，正極上的反應物質為HO₂^-，得到電子生成氫氧根離子，電極反應為：HO₂^-+2e^-+H₂O=3OH^-；
故答案為：HO₂^-+2e^-+H₂O=3OH^-；
②原電池中鋁在堿溶液中生成偏鋁酸鹽和氫氣；反應的兩種方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（5）在鍍鋁電解池中電解液采用熔融鹽（成分NaCl、KCl，電鍍時氯元素和鋁元素主要以AlCl₄^-形式存在）．不采用氯化鋁溶液的原因是溶液中氫離子得到電子能力強于鋁離子，不能實現(xiàn)度鋁的目的，
故答案為：氯化鋁溶液中，H⁺得電子能力強于Al³⁺，電鍍池中陰極析出氫氣，2H⁺+2e^-=H₂↑；
（6）濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的[AuCl₄]^-離子，使反應甲平衡向右移動，則Au溶于王水中，故答案為：濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的[AuCl₄]^-離子，使反應甲平衡向右移動，則Au溶于王水中．

點評：本題考查了鎂鋁性質的綜合應用和氧化鋁提純制備流程分析應用，原電池、電解池原理的應用和電極反應書寫以及化學平衡移動原理等知識，屬于綜合知識的考查，難度較大．