Question

Fe元素是地殼中最豐富的元素之一，在金屬中僅次于鋁，鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．請(qǐng)回答下列問題：
（1）磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe₃₄+4CO3Fe+4C0₂，若有1mol Fe₃₄參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是______mol；
（2）與明礬相似，硫酸鐵也可用作凈水劑，在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去，其原因是______；
（3）鋼鐵的電化腐蝕簡(jiǎn)單示意圖如右，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡(jiǎn)單示意圖，請(qǐng)?jiān)谙聢D虛線框內(nèi)作出修改，并用箭頭標(biāo)出電子流動(dòng)方向______；
（4）硫酸亞鐵晶體常作醫(yī)藥上的補(bǔ)血?jiǎng)�．課外研究性小組測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

請(qǐng)回答下列問題：
①證明步驟①所得濾液中含有Fe²⁺的方法是先滴加KSCN溶液，再滴加H₂O₂，此過程的現(xiàn)象為：______；
②若該實(shí)驗(yàn)溫度下，步驟③中難溶物的溶度積為Ksp=8×l0^-38，試計(jì)算該物質(zhì)沉淀完全所需要的pH=______（已知溶液中離子濃度小于10^-5mol時(shí)，該離子可看做沉淀完全；lg2=0.3）；
③步驟④中一系列的操作步驟為：過濾、______、灼燒、冷卻、稱量；
④若實(shí)驗(yàn)過程中無損耗，最后稱量得到a克紅棕色的固體，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻�鐵元素的質(zhì)量為______g．（用含a的式子表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)Fe的得電子數(shù)等于C的失電子數(shù)來分析；
（2）根據(jù)水解平衡移動(dòng)來分析；
（3）由圖可知，F(xiàn)e活潑，在原電池中作負(fù)極而被腐蝕，則利用外加電源的陰極保護(hù)法來保護(hù)Fe，在內(nèi)電路電子由正極流向負(fù)極；
（4）①Fe²⁺為淺綠色，被氧化后生成Fe³⁺，遇KSCN溶液變?yōu)檠�紅色；
②步驟③中難溶物為Fe（OH）₃，Ksp=8×l0^-38，由Fe³⁺的濃度為10^-5mol/L來計(jì)算；
③根據(jù)過濾及最后稱重來分析；
④由鐵原子守恒可知，2Fe～Fe₂O₃，以此來計(jì)算片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻�鐵元素的質(zhì)量．
解答：解：（1）1molFe₃₄參加反應(yīng)，F(xiàn)e原子得電子，而C原子失去電子，4molCO作還原劑，則轉(zhuǎn)移的電子為4mol×（4-2）=
8mol，故答案為：8；
（2）因Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體，能夠凈化水，但在酸性條件下抑制了水解，使水解平衡逆向移動(dòng)，無法得到
Fe（OH）₃膠體，故不能夠吸附懸，
故答案為：因酸性廢液中，將會(huì)Fe³⁺抑制的水解，無法得到Fe（OH）₃膠體，故不能夠吸附懸；
（3）由圖可知，F(xiàn)e活潑，在原電池中作負(fù)極而被腐蝕，則利用外加電源的陰極保護(hù)法來保護(hù)Fe，讓Fe作陰極，在內(nèi)電路電子由正極流向負(fù)極，
如圖所示，故答案為：；
（4）①Fe²⁺為淺綠色，被氧化后生成Fe³⁺，遇KSCN溶液變?yōu)檠�紅色，故答案為：H₂O₂溶液由淺綠色變?yōu)檠�紅色；
②步驟③中難溶物為Fe（OH）₃，Ksp=8×l0^-38，由Fe³⁺的濃度為10^-5mol/L可知，c（OH^-）=，
c（H⁺）=，lg2=0.3pH=3.3，故答案為：3.3；
③步驟④生成沉淀，則需要過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量可得到固體的質(zhì)量，故答案為：洗滌；
④由鐵原子守恒可知，2Fe～Fe₂O₃，a克紅棕色的固體，則Fe的質(zhì)量為×2×56g/mol=0.7ag，
所以每片中含有Fe元素的質(zhì)量為=0.07ag，故答案為：0.07a．
點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)、水解、溶度積的計(jì)算、守恒法的計(jì)算等，考查知識(shí)點(diǎn)較多，難度較大，且計(jì)算較繁瑣，對(duì)學(xué)生的能力要求較高．