Question

铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关，试回答下列问题：
（1）电子工业常用30％的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板，该反应的离子方程式为                       。
（2）已知：Fe(s)+O₂(g)FeO(s) △H=－272 kJ·mol^－1
C(s)+O₂(g)CO₂(g)   △H=－393.5 kJ·mol^－1
2C(s)+O₂(g)2CO(g)  △H=－221 kJ·mol^－1
则高炉炼铁过程中   FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO₂(g)   △H=              。
（3）铁红（Fe₂O₃）是一种红色颜料。将一定量的铁红溶于160mL 5 mol·L^－1盐酸中，再加入足量铁粉，待反应结束共收集到气体2.24L（标准状况），经检测溶液中无Fe^3＋，则参加反应的铁粉的质量为         。
（4）以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)₂，装置如下图所示，其中P端通入CO₂。

①石墨I电极上的电极反应式为                          。
②通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是  （填序号）。

A．X、Y两端都必须用铁作电极

B．可以用NaOH溶液作为电解液

C．阴极发生的反应是：2H2O＋ 2e－= H2↑+ 2OH－

D．白色沉淀只能在阳极上产生

③若将所得Fe(OH)₂沉淀暴露在空气中，其颜色变化为                                        ，该反应的化学方程式为                     。

Answer 1

（1）2Fe^3＋ + Cu  2Fe^2＋ + Cu^2＋  （2分）
（2）－11 kJ·mol^－1     （2分） 
（3）11.2 g  （2分）
（4）①H₂ - 2e^－+ CO₃^2－ CO₂+H₂O（2分）
②B C  （2分）
③白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色（2分）
4Fe (OH)₂＋O₂＋2H₂O＝4Fe (OH)₃ （2分）

试题分析：（1）氯化铁与铜反应生成氯化亚铁与氯化铁，离子方程式为2Fe^3＋ + Cu  2Fe^2＋ + Cu^2＋ ；
（2）a、Fe（s）+O₂（g）═FeO（s）△H=－272 kJ·mol^－1
b、C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=－393.5 kJ·mol^－1
c、2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=－22l kJ·mol^－1
依据盖斯定律b－c÷2－a得到：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO₂（g）△H=－1lkJ·mol^－1；
（3）氢气的物质的量为 =0.1mol，
Fe ～  2HCl ～  H₂，
0.1mol   0.2mol   0.1mol
根据氯原子守恒，所以氯化铁的物质的量为×（0.16L×5mol·L^－1-0.2mol）=0.2mol，
Fe  ～  2FeCl₃
0.1mol  0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为（0.1mol+0.1mol）×56g·mol^－1=11.2g，
（4）①燃料原电池中，负极上燃料失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为H₂ - 2e^－+ CO₃^2－ CO₂+H₂O；
②电解法制备Fe (OH)₂时，采用金属Fe作阳极，阳极方程式为：Fe-2e^－=Fe^2＋；阴极材料可以是铁也可以是其他材料，阴极方程式为：2H^＋+2e^－=H₂↑，因为氢离子放电破坏水的电离平衡，使氢氧根离子浓度增大，与亚铁离子结合成Fe (OH)₂沉淀。
③因为在空气中Fe (OH)₂容易发生以下反应：4Fe (OH)₂＋O₂＋2H₂O＝4Fe (OH)₃（红褐色），所以沉淀中若有Fe (OH)₂生成，暴露在空气中白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。