铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用.

铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用.
(1)某研究性学习小组设计了下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护.在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是______(填装置序号),该装置中正极电极反应式为______;为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述______(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为
2Cl-+2H2O
电解
.
H2↑+Cl2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
电解
.
H2↑+Cl2↑+2OH-


(2)新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车.电池反应为FePO4+Li
放电
充电
LiFePO4,电解质为含Li+的导电固体,且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电.该电池放电时Li+向______极移动(填“正”或“负”),负极反应为Li-e-=Li+,则正极反应式为______.
(3)铁在元素周期表中的位置是______.
(4)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如图所示:回答下列问题:

①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是______、______.
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式
4FeCO3+O2
高温
.
2Fe2O3+4CO2
4FeCO3+O2
高温
.
2Fe2O3+4CO2

(5)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O).
a.称取3.000g绿矾(FeSO4•7H2O)产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.0100mol/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需______.
②计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为______.
xx啊啊 1年前 已收到1个回答 举报

jyy2651 春芽

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解题思路:(1)在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀快慢速率为:原电池负极>原电池正极>电解池阴极;
该原电池中,正极上氧气得电子发生还原反应;为防止铁被腐蚀,铁可以作原电池正极或电解池阴极;装置③中阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电;
(2)放电时,该装置是原电池,阳离子向正极移动;依据总反应方程式和负极电极反应计算得到正极电极反应式;
(3)铁元素在周期表中位于第四周期第VIII族;
(4)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法分离,除去不溶性固体上可溶性杂质采用洗涤的方法;FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳
(5)根据仪器的作用选取仪器;根据亚铁离子和高锰酸钾之间的关系式计算绿矾的质量分数.

(1)①装置为原电池铁为负极被腐蚀;②装置为原电池锌做负极被腐蚀,铁做正极被保护;③装置为电解池,铁做阴极被保护;所以①组装置中铁电极腐蚀最快;正极反应是氧气得到电子发生还原反应,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;②③装置中铁被保护装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应,阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得到电子发生还原反应,反应离子方程式为:2Cl-+2H2O

电解
.
H2↑+Cl2↑+2OH-
故答案为:①;O2+2H2O+4e-=4OH-;②③; 2Cl-+2H2O

电解
.
H2↑+Cl2↑+2OH-
(2)FePO4+Li
放电

充电LiFePO4,放电过程是原电池,阳离子向正极移动,总反应方程式减去负极反应得到正极电极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4
故答案为:正;FePO4+Li++e-=LiFePO4
(3)铁元素在周期表中位于第四周期第VIII族,故答案为:第四周期第VIII族;
(4)①分离可溶物和不溶物用过滤,除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤,故答案为:过滤;洗涤;
②在空气中煅烧FeCO3,FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳,反应方程式为4FeCO3+O2

高温
.
2Fe2O3+4CO2,故答案为:4FeCO3+O2

高温
.
2Fe2O3+4CO2
(5)①还需要配制溶液的250mL容量瓶,故答案为:250mL容量瓶;
②25ml溶液被高锰酸钾溶液滴定反应,终点时消耗亚铁离子物质的量为:
MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
15
0.02000L×0.0100mol/L n(Fe2+
n(Fe2+)=0.00100mol;
配制的250ml溶液中含亚铁离子物质的量n=0.01mol;
样品中绿矾的质量分数=
0.01mol×278g/mol
3.000g×100%=92.7%,故答案为:92.7%.

点评:
本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量;原电池和电解池的工作原理;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

考点点评: 本题以铁及其化合物为载体考查了物质含量的测定、原电池和电解池原理,注意(5)中小数的保留、(4)中亚铁离子易被氧化生成铁离子,这些都是易错点.

1年前

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