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5.铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛.请回答下列问题:
(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)由于氧化性Fe3+>Cu2+,氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式是Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
(3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+(用离子方程式表示).在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去,其原因是酸性环境中,氢离子抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体.
(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO═3Fe+4CO2,若有1.5mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是12mol.
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是B(填字母).
选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断
A铁是地壳中含量最高的
金属元素
铁是人类最早使用的金属材料Ⅰ对;Ⅱ对;有
B常温下铁与稀硫酸反应
生成氢气
高温下氢气能还原氧化
铁得到铁
Ⅰ对;Ⅱ对;无
C铁属于过渡元素铁和铁的某些化合物可用作催化剂Ⅰ错;Ⅱ对;无
D在空气中铁的表面能形
成致密的氧化膜
铁不能与氧气反应Ⅰ对;Ⅱ对;有

分析 (1)正极的发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应;
(3)三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用,根据影响化学平衡移动的因素来回答;
(4)氧化还原反应中,化合价升高值=化合价降低值=转移电子数;
(5)A、金属铁的含量和金属铁的使用先后没有因果关系;
B、金属铁可以和酸反应,氢气可以还原出金属氧化物中的金属;
C、铁属于过渡元素,并且铁和铁的某些化合物可用作催化剂;
D、铁能与氧气反应生成氧化铁.

解答 解:(1)正极的发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)三价铁的氧化性强于铜离子,所以金属铜可以和三价铁之间发生氧化还原反应:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,故答案为:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
(3)三价铁水解生成的氢氧化铁胶体具有净水作用,原理方程式为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,硫酸铁中由于三价铁水解导致溶液显酸性,而酸性环境中,氢离子抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体,所以硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去,
故答案为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+;酸性环境中,氢离子抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体;
(4)氧化还原反应Fe3O4+4CO═3Fe+4CO2中,化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=8,即有1mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是8mol,所以有1.5mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是12mol,故答案为:12mol;
(5)A、铁是地壳中含量最高的金属元素,人类最早使用的金属是Cu,故A错误;
B、金属铁可以和酸反应,氢气可以还原出金属氧化物中的金属,二者之间没有因果关系,故B正确;
C、铁属于ⅤⅢ族元素,属于过渡元素,并且铁和铁的某些化合物可用作催化剂,故C错误;
D、铁能与氧气反应生成氧化铁,在空气中铁的表面不能形成致密的氧化膜,故D错误.
故选B.

点评 本题考查了氧化还原反应、盐的水解原理的应用、金属的冶炼等,侧重于对化学基本概念和原理的理解考查,以及利用课本知识解决新问题能力,能加深学生对课本知识的理解,训练学生的思维能力,题目难度中等.

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