Question

铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO₂还原为MnSO₄，该反应的离子方程式为：_____________。

（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则其化学式为______________。

（3）铁及其化合物可用于消除环境污染。常温下，硫酸亚铁能将SO₂转化为SO₄^2－，总反应为2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，其中一个反应为4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O，则另一个反应的离子方程式为____________________。

常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄。若2 mol ZnFe₂O_y与足量NO₂反应可生成0.5 mol N₂，则y＝____________。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H₂S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)₆]^3－＋2CO₃^2－＋H₂S＝2[Fe(CN)₆]^4－＋2HCO₃^－＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为___________；电解过程中阴极区溶液的pH______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

Answer

（1）2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O（3分） （2）Fe8O11（2分）

（3）2Fe3＋＋SO2＋2H2O＝2Fe2＋＋4H＋＋SO42－（2分） 3（2分）

（4）[Fe(CN)6]4－－e－＝[Fe(CN)6]3－（2分） 变大（2分）

【解析】

试题分析：（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO2还原为MnSO4，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，则该反应的离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。

（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则二者的原子数之比是8:1，所以其化学式为Fe8O11。

（3）根据总反应式可知铁离子并不是生成物，亚铁离子也不是反应物，则另一个反应是铁离子把二氧化硫氧化为硫酸，而铁离子被还原为亚铁离子，反应的方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O＝2Fe2＋＋4H＋＋SO42－。反应中氮元素的化合价从从＋4价降低到0价，所以生成0.5mol氮气转移4mol电子。根据电子得失守恒可知2molZnFe2Oy得到4mol电子，所以1mol该化合物得到2mol电子。由于反应后铁的化合价是＋3价，因此2×（3－）＝2，则y＝3。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO32－＋H2S===2[Fe(CN)6]4－＋2HCO3－＋S↓。电解时，阳极失去电子，则应该是＋2价的铁失去电子，所以阳极的电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－＝[Fe(CN)6]3－；阴极得到电子，应该是溶液中的氢离子放电产生氢气，所以电解过程中阴极区溶液的pH变大。

【考点定位】本题主要是考查氧化还原反应的有关判断、计算以及电极反应式的书写等

【名师点晴】氧化还原反应的考查往往是高考中的重要考点之一，考查的方向一般是有关概念的判断、方程式配平、电子转移的表示、在工农业生产中的应用以及有关计算。该题重点是考查有关计算，而计算的最重要的依据是电子得失守恒，方法是根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)，答题时需要熟练掌握和灵活应用。