Question

8．研究金属铁及其化合物的性质有重要意义．
（1）硫酸工业生产中，多采用煅烧黄铁矿（主要成分是FeS₂，Fe为+2价）生产SO₂，同时得到氧化铁．反应中被氧化的元素为Fe、S，反应中转移2.2mol电子，理论上可生成8.96L SO₂（标准状况下）．
（2）印刷线路板腐蚀废液中含有FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂．欲从废液中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液．回收铜时，需要用到的试剂为铁粉、稀盐酸，向回收铜后的溶液通入C1₂，充分反应后就可获得FeCl₃溶液，写出通入Cl₂时发生反应的离子方程式2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）以Fe和石墨作电极，电解饱和食盐水制Fe（OH）₂，写出电解的总反应式Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓．
（4）钢铁露置在潮湿空气中主要发生电化学腐蚀，如图是海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图．下列判断正确的是bd（填写序号）．
a．发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
b．发生电化学腐蚀的负极反应为：Fe-2e^-=Fe²⁺
c．图中①、②、③三个区域，生成铁锈最多的是③
d．图中①、②、③三个区域，生成铁锈最多的是②
铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的SO₄^2-还原为S^2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应式SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-．

Answer 1

分析 （1）发生4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，Fe、S元素的化合价升高；该反应中生成8molSO₂转移转移44mol电子；
（2）从废液中回收铜，加Fe置换出Cu；通入Cl₂时，与亚铁离子发生氧化还原反应；
（3）以Fe和石墨作电极，电解饱和食盐水制Fe（OH）₂，则Fe为阳极失去电子，阴极上氢离子得到电子；
（4）由图可知，海水中金属发生吸氧腐蚀，Fe失去电子，①处干燥，③处氧气少，②处满足吸氧腐蚀的条件；土壤中的SO₄^2-还原为S^2-，可知得到电子，以此书写电极反应式．

解答 解：（1）发生4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，Fe、S元素的化合价升高，则Fe、S被氧化；该反应中生成8molSO₂转移转移44mol电子，则反应中转移2.2mol电子，理论上可生成SO₂为2.2×$\frac{8}{44}$×22.4L/mol=8.96L，故答案为：Fe、S；8.96；
（2）从废液中回收铜，加Fe置换出Cu，再加盐酸除去过量的Fe，过滤即可；通入Cl₂时，与亚铁离子发生氧化还原反应，离子反应为2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：铁粉、稀盐酸；2Fe₂+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）以Fe和石墨作电极，电解饱和食盐水制Fe（OH）₂，则Fe为阳极失去电子，阴极上氢离子得到电子，则电解的总反应式为Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓，
故答案为：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↑+H₂↓；
（4）a．发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，故a错误；
b．Fe为负极失去电子，则发生电化学腐蚀的负极反应为：Fe-2e^-=Fe²⁺，故b正确；
c．图中①、②、③三个区域，①处干燥，③处氧气少，②处满足吸氧腐蚀的条件，生成铁锈最多的是②，故c错误；
d．图中①、②、③三个区域，②处满足吸氧腐蚀的条件，生成铁锈最多的是②，故d正确；
土壤中的SO₄^2-还原为S^2-，可知得到电子，则该电极反应式为SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-，
故答案为：bd；SO₄^2-+4H₂O+8e^-=S^2-+8OH^-．

点评 本题考查较综合，涉及氧化还原反应的计算、电解原理及应用、原电池等，注重高频考点的考查，为2015年高三模拟题，把握物反应原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．