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17.铁是世界上用量最大的金属,铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用.
请回答下列问题:
(1)Fe3O4是磁铁矿的主要成分,Fe3O4可用于制造录音磁带和电讯器材等.高温下,铝粉能与Fe3O4发生铝热反应,该反应的化学方程式为8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe.34.8g Fe3O4与足量稀硝酸反应,被还原HNO3的物质的量为0.05mol.
(2)FeCl3溶液是一种黄色透明液体,可用作止血剂,其原因是FeCl3是电解质,可使血红蛋白迅速凝聚,从而达到止血作用;向煮沸的蒸馏水中加入几滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸得到红褐色的Fe(OH)3胶体,鉴别FeCl3溶液与Fe(OH)3胶体的方法是用激光笔照射,有丁达尔现象的是Fe(OH)3胶体,无丁达尔现象的是FeCl3溶液.
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种绿色水处理剂,具有杀菌消毒和聚沉水中杂质的作用,它的杀菌消毒原理是Na2FeO4中铁为+6价,具有很强的氧化性,能杀灭水中的细菌和病毒.高铁电池是一种新型可充电电池,高铁电池的总反应为3Zn+2Na2FeO4+8H2O$?_{充电}^{放电}$3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH.该电池充电时阳极的电极反应式为Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O
(4)铁红是一种重要的红色颜料,其主要成分是Fe2O3,将一定量的铁红溶于130mL 5mol•L-1盐酸中,再加入一定量铁粉恰好溶解,收集到2.24L气体(标准状况),向反应后溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液不变红色,则参加反应的铁粉质量为9.8g.

分析 (1)高温下,铝粉能与Fe3O4发生铝热反应生成Al2O3与Fe;
Fe3O4相当于FeO.Fe2O3,被还原的HNO3转化为NO,根据电子转移守恒计算;
(2)血液属于胶体,遇电解质可以发生凝聚;胶体具有丁达尔效应,而溶液没有;
(3)Na2FeO4中铁为+6价,具有很强的氧化性;
该电池充电时阳极发生氧化反应,Fe(OH)3发生氧化反应生成FeO42-,根据电荷守恒可知OH-参与反应,再结合电荷守恒与原子守恒配平;
(4)参加反应的铁粉为与铁离子反应及与氢离子反应的两部分之和,根据氢气的体积计算出与盐酸反应的铁的物质的量及HCl的物质的量,再根据氯原子守恒,求出氯化铁的物质的量,进而求出与铁离子反应的铁的物质的量.

解答 解:(1)高温下,铝粉能与Fe3O4发生铝热反应生成Al2O3与Fe,反应方程式为:8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe,
34.8g Fe3O4的物质的量为$\frac{34.8g}{232g/mol}$=0.15mol,Fe3O4相当于FeO.Fe2O3,被还原的HNO3转化为NO,根据电子转移守恒,被还原的HNO3的物质的量为$\frac{0.15mol×(3-2)}{5-2}$=0.05mol,
故答案为:8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe;0.05;
(2)FeCl3是电解质,可使血红蛋白迅速凝聚,从而达到止血作用;
Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应,FeCl3溶液没有,鉴别二者的方法为:用激光笔照射,有丁达尔现象的是Fe(OH)3胶体,无丁达尔现象的是FeCl3溶液,
故答案为:FeCl3是电解质,可使血红蛋白迅速凝聚,从而达到止血作用;用激光笔照射,有丁达尔现象的是Fe(OH)3胶体,无丁达尔现象的是FeCl3溶液;
(3)Na2FeO4中铁为+6价,具有很强的氧化性,能杀灭水中的细菌和病毒,
该电池充电时阳极发生氧化反应,Fe(OH)3发生氧化反应生成FeO42-,根据电荷守恒可知OH-参与反应,结合电荷守恒与原子守恒,阳极反应方程式为:Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O,
故答案为:Na2FeO4中铁为+6价,具有很强的氧化性,能杀灭水中的细菌和病毒;Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O;
(4)氢气的物质的量为 $\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=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$\frac{1}{3}$×(0.13L×5mol/L-0.2mol)=0.15mol,
   Fe~~~2FeCl3
0.075mol     0.15mol
所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.075mol)×56g/mol=9.8g,
故答案为:9.8g.

点评 本题考查氧化还原反应计算、混合反应有关计算、电极反应式书写、胶体性质等,属于拼合型题目,侧重考查学生分析计算能力以及对知识的迁移运用,难度中等.

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