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        1. 【題目】鐵單質(zhì)及其化合物在生活生產(chǎn)中應用廣泛。

          (1)硫酸鐵可作絮凝劑,常用于凈水,其原理是(用離子方程式表示)______________________。

          (2)已知25°C時,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=______________

          (3)電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法,保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來,具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用。某研究小組設計裝置如圖所示。

          ①裝置B中通入空氣的電極反應是_______________

          ②裝置A中,陽極的電極反應式分別為Fe-2e-=Fe2+、_______________

          ③實驗時若污水中離子濃度較小,導電能力較差,產(chǎn)生氣泡速率緩慢,無法使懸浮物形成浮渣.此時,應向污水中加入適量的___________

          a.H2SO4b.BaSO4c.Na2SO4d.NaOHe.CH3CH2OH

          (4)工業(yè)催化劑K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是翠綠色晶體,在421~553℃時,分解為Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O。實驗室由草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)、草酸鉀(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和雙氧水(H2O2)混合制備。

          ①制備過程要防止草酸被H2O2氧化,請寫出草酸被H2O2氧化的化學方程式__________________。

          ②配合物的穩(wěn)定性可以用穩(wěn)定常數(shù)K來衡量,如Cu2+ + 4NH3[Cu(NH3)4]2+,其穩(wěn)定常數(shù)表達式為:。已知:[Fe(C2O4)3]3-的穩(wěn)定常數(shù)K1=1020, Fe(SCN)3的穩(wěn)定常數(shù)K2=2×103,請設計檢驗K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中鐵元素的方案_______________________。

          【答案】 Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+ 2.79×103 O2+2CO2+4e-=2CO32- 4OH--4e-=2H2O+O2 c H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O 取適量晶體加熱,取固體殘留物溶解在H2SO4中,取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈血紅色則有鐵元素,反之則無。(未提及“加熱”或“溶解在酸中”不得分)

          【解析】試題分析:(1)鐵離子水解出氫氧化鐵膠體,所以常用于凈水。

          (2)根據(jù)平衡常數(shù)表達式與KSP、KW分析;(3)燃料電池中通入空氣的電極是正極,通入甲烷的電極是負極。鐵與正極相連作陽極,活潑金屬電極做電解池的陽極時,電極本身失去電子,電極反應式為Fe-2e-=Fe2+,石墨與正極相連,石墨做陽極,氫氧根離子在陽極失電子;要保持保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀時,因此加入能使溶液導電能力增強的電解質(zhì)必須是可溶于水的、顯中性的鹽;(4)草酸被H2O2氧化生成水和二氧化碳;根據(jù)溫度常數(shù),說明[Fe(C2O4)3]3-Fe(SCN)3更穩(wěn)定,所以不能直接滴加KSCN溶液,需要加熱分解,然后酸溶,最后滴加KSCN溶液;

          解析:(1)鐵離子水解出氫氧化鐵膠體,膠體具有吸附性,所以常用于凈水,離子方程式為Fe3++3H2OFeOH3(膠體)+3H+ ;(2)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K= =2.79×103;(3)燃料電池中通入空氣的電極是正極,①正極電極反應是O2+2CO2+4e-=2CO32-。鐵與正極相連作陽極,電極反應式為Fe-2e-=Fe2+;石墨電極的反應式4OH--4e-=2H2O+O2;要保持保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀時,因此加入能使溶液導電能力增強的電解質(zhì)必須是可溶于水的、顯中性的鹽,所以選C;(4)草酸被H2O2氧化生成水和二氧化碳,方程式為H2C2O4+H2O22CO2↑+2H2O;根據(jù)溫度常數(shù),說明[Fe(C2O4)3]3-Fe(SCN)3更穩(wěn)定,檢驗K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中鐵元素,可以取適量晶體加熱,取固體殘留物溶解在H2SO4中,取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈血紅色則有鐵元素,反之則無。

          練習冊系列答案
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          U

          W

          Y

          X

          Na

          H2O

          Na2O2

          NaOH

          Fe

          H2O

          C

          H2

          HBr

          Cl2

          CH4

          HCl

          CuCl2(aq)

          Al

          HCl(aq)

          AlCl3(aq)

          A. ②④ B. ②③ C. ①②④ D. ①②③④

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          A.

          B.

          C.

          D.

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          A.①⑤
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          D.①④⑤

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          A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ①④

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