Question

19．铁、锰机器化合物可用于电池、制作坦克的钢甲等材料．
（1）1987年科学家制得了极不稳定的黑色固体FeSO₄，FeO₄中Fe的化合价为+8．
（2）Mn的最高价氧化物的化学式为Mn₂O₇，该氧化物属于酸性（填“酸性”或“碱性”）氧化物．
（3）工业上常用电解锰酸钾（K₂MnO₄）溶液的方法制备KMnO₄，阴极上的产物为H₂，阳极的电极反应式为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；
则Fe₂O₃（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO₂（g）△H=-2.79kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据化合价规则结合氧元素的化合价是-2价来计算Fe的化合价；
（2）锰元素的最高价是+7价，根据化合价规则书写化学式，可以和碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物；
（3）用电解锰酸钾（K₂MnO₄）溶液的方法制备KMnO₄，在阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应；
（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），根据盖斯定律计算焓变．

解答 解：（1）氧元素的化合价是-2价，根据化合价规则，Fe的化合价是+8价，故答案为：+8；
（2）锰元素的最高价是+7价，Mn的最高价氧化物的化学式为Mn₂O₇，Mn₂O₇可以和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：Mn₂O₇；酸性；
（3）用电解锰酸钾（K₂MnO₄）溶液的方法制备KMnO₄，在阴极上发生还原反应，2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极上发生氧化反应；MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；
故答案为：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），根据盖斯定律焓变=$\frac{-46.97+2（+19.3）}{3}$kJ•mol^-1=-2.79kJ•mol^-1；故答案为：-2.79．

点评 本题考查电极反应方程式的书写及有关氧化还原反应的计算、焓变的计算，明确反应物与生成物及物质之间的关系是解答的关键，难度中等．