Question

鐵是重工業(yè)的支柱材料．
（1）用赤鐵礦在高爐中冶煉鐵的化學(xué)原理為：（用化學(xué)方程式表示）

 

；
（2）每年有大量的鋼鐵被腐蝕，電化腐蝕是主要方式，鋼鐵電化腐蝕

 

和

 

兩種，用電極方程式表示它們的不同點：

 

；
（3）在灼熱的銀白色鐵屑中通水蒸汽片刻，鐵屑變黑就停止反應(yīng)，用過量鹽酸使固體完全溶解，試分析所得溶液中的陽離子：一定存在的有：

 

；可能存在的有：

 

；
（4）Fe（OH）₃難溶于水，在25℃時，其K_sp=2.79×10^-39，該溫度下，用酸溶解Fe（OH）₃的離子方程式為：Fe（OH）₃（s）+3H⁺（aq）?Fe³⁺（aq）+3H₂O（l），則該反應(yīng)的平衡常數(shù)．

Answer 1

考點：鐵的化學(xué)性質(zhì),金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）用赤鐵礦在高爐中冶煉鐵的化學(xué)原理為Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）鋼鐵電化腐蝕吸氧和析氫兩種，用電極方程式為：吸氧正極：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；析氫正極：2H⁺+2e^-=H₂；
（3）產(chǎn)物四氧化三鐵中有+2價的鐵和+3價的鐵，還有可能有過量的鐵；
（4）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-），水解平衡常數(shù)K_h=

C(Fe 3+)

C(H +) 3

，故K_sp[Fe（OH）₃]×

1

K h

=（k_w）³，據(jù)此計算；

解答： 解：（1）用赤鐵礦在高爐中冶煉鐵的化學(xué)原理為Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；故答案為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
（2）鋼鐵電化腐蝕吸氧和析氫兩種，用電極方程式為：吸氧正極：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；析氫正極：2H⁺+2e^-=H₂；故答案為：吸氧腐蝕、析氫腐蝕；吸氧正極：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；析氫正極：2H⁺+2e^-=H₂；
（3）鐵和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣，加入過量鹽酸，固體完全溶解，必發(fā)生反應(yīng)：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，所以所得溶液中存在的陽離子是一定有Fe²⁺、H⁺，四氧化三鐵黑色固體中可能含有過量的鐵，可能將三價鐵離子全部轉(zhuǎn)化成二價鐵離子，F(xiàn)e+2Fe³⁺═3Fe²⁺，所以所得溶液中存在的陽離子是一定有Fe²⁺、H⁺，可能有Fe³⁺，
故答案為：Fe²⁺、H⁺；Fe³⁺；
（2）K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）?c³（OH^-）=1.3×10^-33，水解平衡常數(shù)K_h=

C(Fe 3+)

C(H +) 3

，故K_sp[Fe（OH）₃]×

1

K h

=（k_w）³=（10^-14）³=10^-42，所以K_h=

2.79×10 -39

10 -42

=2.79×10³；
答該反應(yīng)的平衡常數(shù)為：2.79×10³；

點評：本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)實驗，結(jié)合相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，本題難度中等．