Question

铁是地壳中含量第二的金属元素，其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。

（一）工业废水中含有一定量的Cr₂O₇²⁻和CrO₄²⁻，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理。常用的处理方法是电解法，该法用Fe作电极电解含Cr₂O₇²⁻的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。

（1）用Fe作电极的目的是_______________________________。

（2）阴极附近溶液pH升高的原因是_______________________________（用电极反应式解释）；溶液中同时生成的沉淀还有________________。

（二）氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：

已知：①某赤铁矿石含60.0%Fe₂O₃、3.6%FeO，还含有Al₂O₃、MnO₂、CuO等。

②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
pH	5.2	3.2	9.7	6.7

（3）步骤②中加双氧水的目的是_________________________，pH控制在3.4的作用是_____________________________；已知25℃时，K_sp[Cu(OH)₂]=2.0×10^-20，该温度下反应：Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺的平衡常数K=_______________。

（4）制备氮化铁的反应：Fe+NH₃Fe_xN_y+H₂（未配平），若整个过程中消耗氨气34.0g，消耗赤铁矿石2kg，设整个过程中无损耗，则Fe_xN_y磁粉的化学式为___________。

Answer 1

（1）提供还原剂Fe²⁺

（2）2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-）      Fe(OH)₃

（3）将溶液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺      使溶液中的Fe³⁺完全沉淀，而其他金属离子不沉淀

5.0×10^-9

（4）Fe₈N