Question

铁及其化合物在日常生活中有广泛的应用，回答下列问题。

(1)FeC1₃具有净水作用，但腐蚀设备，FeC1₃溶液腐蚀钢铁设备，除H⁺作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）_________。

(2)为节约成本，工业上用NaC1O、氧化酸性FeCl₂废液得到FeC1₃，完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式：___________。

口ClO₃^-+口Fe²⁺+口_____=口Cl^-+口Fe³⁺+口_______。

(3)高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭为一体的新型高效多功能绿色水处理剂，具有良好的应用前景。其生产工艺如图1所示：

①实验室模拟工业流程中过滤操作用到的主要玻璃仪器有______。

②在“反应液I”中加KOH固体的目的有两个，a是与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO, b是_____。

③用K₂FeO₄给水消毒、杀菌时得到的Fe³⁺可以净水，Fe³⁺净水原因是______（用离子方程式表示）。

(4)从环境保护的角度看，制备K₂FeO₄较好的方法未电解法，其装置如图2所示。

电解过程中阳极电极反应式为________。

(5)钢铁腐蚀造成很大损失，有资料显示，全世界每年由于腐蚀二造成的报废的钢铁高达总产量的三分之一。防止钢铁腐蚀有很多措施，用图3装置防止钢铁腐蚀（烧杯中均为食盐水）, X 极的电极材料应是______(填字母)。

A.锌      B．铜     C．银       D．石墨

Answer

2Fe3++Fe=3Fe2+ 1、6、6H+、1、6、3H2O 烧杯、漏斗、玻璃棒 为Fe3＋与ClO-反应提供反应物 Fe3++3H2OFe(OH)3＋3H+ Fe-6e-＋8OH-=FeO42-＋4H2O A

【解析】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，可起到净水的作用，反应的离子方程式为：Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+；钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是：2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为： 2Fe3++Fe=3Fe2+；

(2)氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe2+的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3，配平后离子方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O，故答案为：1；6；6H+；1；6；3H2O ；

(3)①实验室过滤操作用到的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；

②KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为后一步反应提供碱性，故答案为：为Fe3＋与ClO-反应提供反应物；

③Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，可起到净水的作用，反应的离子方程式为：Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+，故答案为：Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+；

(4) Na2FeO4能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用，电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；

(5)装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌，故答案为：A。

点睛：本题考查了氧化还原反应、原电池和电解池原理、物质的分离与提纯等，题目难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力。本题的易错点和难点是(3)②，需要结合工艺流程及(3)③解答。