Question

15．鐵在地殼中的含量約占 5%左右．鐵礦石的種類很多，重要的有磁鐵礦石（主要成分是Fe₃O₄）、赤鐵礦石（主要成分是 Fe₂O₃）等．
（l）寫出工業(yè)上高爐煉鐵的化學(xué)方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）紅熱的鐵能跟水蒸氣反應(yīng)，一種產(chǎn)物與磁鐵礦的主要成分相同，另一種產(chǎn)物是可燃性氣體，則其反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（3）在常溫下，鐵跟水不起反應(yīng)．但在潮濕的空氣中，鐵很容易生銹（鐵銹的主要成分是 Fe₂0₃）而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一．鐵生銹的化學(xué)原理如下，請你用離子方程式和化學(xué)方程式補(bǔ)充完整．
①原電池反應(yīng)：負(fù)極：2Fe-4e^-═2Fe²⁺、正極：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-
②氫氧化物的形成：Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃
③氫氧化物的分解：2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O．
（4）為了防止鐵生銹，可在鐵制品表面鍍上一層銅（如右圖裝置），則直流電源a端是正極（填“正極”或“負(fù)極”），鐵制品表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（3）在潮濕的環(huán)境下，鐵容易發(fā)生吸氧腐蝕，正極氧氣得到電子生成氫氧根離子；負(fù)極鐵失去電子生成二價(jià)鐵離子；氫氧化亞鐵具有強(qiáng)的還原性容易被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵；
（4）在鐵制品表面鍍上一層銅，則金屬銅是陽極，鐵是陰極，電解質(zhì)是含有銅離子的鹽，根據(jù)電解池的工作原理來回答．

解答 解：（1）一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵與二氧化碳，化學(xué)方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（3）在潮濕的環(huán)境下，鐵容易發(fā)生吸氧腐蝕，正極氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
氫氧化亞鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，化學(xué)方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）在鐵制品表面鍍上一層銅，則金屬銅是陽極，和電源的正極相連，正極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：正極；Cu²⁺+2e^-=Cu．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式的書寫，明確原電池、電解池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度不大．