Question

17．铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用．
（1）已知：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ•mol^-1
C（石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
则Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）的△H=+489.0kJ•mol^-1．
（2）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色 （b），如图所示．液滴中心是负极区（填“正极”或“负极”），其电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺．为减缓钢铁的腐蚀，可与锌块相连，该方法称为牺牲阳极的阴极保护法．
（3）铁钛合金是一种不锈钢材料，某同学在探究该合金的性质时，往含有TiO²⁺、Fe³⁺溶液中加入铁屑至溶液显紫色，该过程中发生的反应有：
①2TiO²⁺（无色）+Fe+4H⁺=2Ti³⁺（紫色）+Fe²⁺+2H₂O
②Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺（无色）+Fe²⁺+2H⁺
③2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）根据4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ•mol^-1 ①
C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1 ②
将方程式②×3-$\frac{①}{2}$进行计算；
（2）铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；为减缓钢铁的腐蚀，可与锌块相连，该方法称为牺牲阳极的阴极保护法；
（3）铁离子具有氧化性，铁能和铁离子发生氧化还原反应；

解答 解：（1）已知：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ•mol^-1 ①
C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1 ②
将方程式②×3-$\frac{①}{2}$得Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=（-110.5kJ•mol^-1）×3-（-1641.0kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+489.0kJ/mol，
故答案为：+489.0；
（2）铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定被氧化生成氢氧化铁，所以液滴中心是负极，负极上电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺，为减缓钢铁的腐蚀，可与锌块相连，该方法称为牺牲阳极的阴极保护法；故答案为：负极；Fe-2e^-=Fe²⁺；牺牲阳极的阴极保护法；
（3）铁和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．

点评 本题考查较综合，涉及盖斯定律的应用，铁的吸氧腐蚀、氧化还原反应等知识点，难度不大，掌握基础是关键．