Question

铁、铝及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为3FeS₂+8O₂=6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂，参加反应，转移

 

mol电子．
（2）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为

 

；从腐蚀废液同收得到金属铜，还需要的试剂是
（3）与明矾相似，硫酸铁也可作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是

 

（4）己知H₂O₂ 是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO₂^- 形式存在．
目前研究比较热门的Al-H₂O₂燃料电池，其原理如图所示，电池总反应如下：2Al+3HO

- 2

=2AlO

- 2

+OH^-+H₂O
①正极反应式为

 

．
②Al电极易被NaOH溶液腐蚀，这是该电池目前未能推广使用的
原因之一，电极被腐蚀的离子方程式为

 

．
（5）钢材镀铝可以防止钢材腐蚀，在镀铝电解池中电解液采用熔融盐（成分NaCl、KCl，电镀时氯元素和铝元素主要以AlCl^4-形式存在）．不采用氯化铝水溶液的原因是

 

．是（用离子方程式表示）．
（6）为了回收粗铜精炼后阳极泥中的Ag和Au，某实验小组查阅了有关资料如下表：

编号	常温下反应	化学平衡常数
反应甲	Au+6HNO3?Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜10-5
反应乙	Au3++4Cl-?[AuCl4]-	＞105

从资料中可知，常温下金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与浓盐酸体积比为1：3的混合物）．请你运用化学平衡移动原理，简要说明金能溶于王水的原因

 

．

Answer 1

考点：电解原理,氧化还原反应

专题：

分析：（1）3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄中，Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低；
（2）氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，利用置换反应得到Cu；
（3）酸性废水中抑制铁离子的水解；
（4）①依据电池反应分析负极反应和正极反应；
②原电池中铝做负极失电子，在碱溶液中生成偏铝酸盐；
（5）氯化铝溶液中电解氢离子得到电子能力强于铝离子，电解得不到镀铝的结果；
（6）浓盐酸含有大量氯离子，Au³⁺离子与氯离子形成稳定的[AuCl₄]^-离子，使反应甲平衡向右移动．

解答： 解：（1）3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄中，Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，3molFeS₂参加反应，由O元素的化合价变化可知，转移的电子为8mol×2×（2-0）=32mol，故答案为：32；
（2）氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，该离子反应为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，利用置换反应得到，过量铁粉利用盐酸或硫酸除去，则选试剂为铁粉、稀盐酸（稀硫酸），故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；铁粉、稀盐酸（稀硫酸）；
（3）因酸性废水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃胶体，则硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，故答案为：酸性废水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃胶体；
（4）①H₂O₂是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO₂^-形式存在，Al-H₂O₂燃料电池，电池总反应如下：2Al+3HO₂^-═2AlO₂^-+OH^-+H₂O，失电子的再原电池负极发生氧化反应，正极上是得到电子发生还原反应，依据电池反应也是化合价变化判断，正极上的反应物质为HO₂^-，得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：HO₂^-+2e^-+H₂O=3OH^-；
故答案为：HO₂^-+2e^-+H₂O=3OH^-；
②原电池中铝在碱溶液中生成偏铝酸盐和氢气；反应的两种方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（5）在镀铝电解池中电解液采用熔融盐（成分NaCl、KCl，电镀时氯元素和铝元素主要以AlCl₄^-形式存在）．不采用氯化铝溶液的原因是溶液中氢离子得到电子能力强于铝离子，不能实现度铝的目的，
故答案为：氯化铝溶液中，H⁺得电子能力强于Al³⁺，电镀池中阴极析出氢气，2H⁺+2e^-=H₂↑；
（6）浓盐酸含有大量氯离子，Au³⁺离子与氯离子形成稳定的[AuCl₄]^-离子，使反应甲平衡向右移动，则Au溶于王水中，故答案为：浓盐酸含有大量氯离子，Au³⁺离子与氯离子形成稳定的[AuCl₄]^-离子，使反应甲平衡向右移动，则Au溶于王水中．

点评：本题考查了镁铝性质的综合应用和氧化铝提纯制备流程分析应用，原电池、电解池原理的应用和电极反应书写以及化学平衡移动原理等知识，属于综合知识的考查，难度较大．