Question

鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途．請回答下列問題：
（1）鋼鐵銹蝕是目前難以解決的現(xiàn)實問題，電化學腐蝕最為普遍．寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時發(fā)生還原反應的電極反應式：

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．鐵銹的主要成分是

Fe₂O₃?xH₂O

（填寫化學式），將生銹的鐵屑放入H₂SO₄溶液中充分溶解后，在溶液中并未檢測出Fe³⁺，用離子方程式說明原因：

2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺

．
（2）愛迪生蓄電池的反應式為：Fe+NiO₂+2H₂O

放電  .

充電

Fe（OH）₂+Ni（OH）₂；高鐵酸酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型凈水劑．用下面裝置可以制取少量高鐵酸鈉．
①此裝置中愛迪生蓄電池的負極是

a

（填“a”或“b”），該電池工作一段時間后必須充電，充電時生成NiO₂的反應類型是

氧化反應

．
②寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時，陽極的電極反應式

Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O

．
③你認為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由可能是

BC

．
A．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強的吸附性
B．高鐵酸鈉具有強氧化性，能消毒殺菌
C．高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe³⁺，水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質(zhì)．

Answer 1

分析：（1）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上得電子發(fā)生還原反應；負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應，二價鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵失去部分水生成鐵銹；鐵和鐵離子能發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子．
（2）①放電時，鐵棒作負極，碳棒作正極，據(jù)此判斷a的電極；失電子的物質(zhì)發(fā)生氧化反應．   
②鐵失電子和氫氧根離子生成高鐵酸根離子和水．  
③高鐵酸根離子有強氧化性，被還原生成的三價鐵離子能發(fā)生生成膠體，膠體具有吸附性．

解答：解：（1）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生的反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，二價鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵失去部分水生成鐵銹，所以鐵銹的成分是Fe₂O₃?xH₂O；鐵和鐵離子能發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，導致溶液中不存在鐵離子．
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；Fe₂O₃?xH₂O；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）①放電時，鐵作負極，碳棒作正極，所以放電時a是負極，b是正極；充電時，氫氧化鎳失電子生成氧化鎳，發(fā)生氧化反應．
故答案為：a；氧化反應．    
②陽極上鐵失電子和氫氧根離子反應生成高鐵酸根離子和水，離子方程式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
③高鐵酸鈉具有強氧化性，所以能殺菌消毒；高鐵酸鈉能被還原生成鐵離子，鐵離子能水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能吸附懸浮雜質(zhì)，所以能凈水．
故選BC．

點評：本題以安迪生電池為載體考查了原電池原電池和電解池原理，難度不大，明確高鐵酸鈉能作為一種新型凈水劑的原理．