Question

铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS₂，其中S为-1价）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为3FeS₂+8O₂6SO₂+Fe₃O₄，氧化产物为______，若有3mol FeS₂参加反应，转移电子的物质的量为______．
（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂．某自来水厂用氯气和绿矾一起净水，其原理为______（用离子方程式表示）．
（3）①钢铁的电化腐蚀简单示意图如右，将该图稍作修改 即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向．
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式______．
（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）可用作净水剂，也可用于制造高铁电池．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为
3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O    3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH
该电池放电时正极反应式为______．
用该电池电解100mL 1mol•L^-1的AgNO₃溶液，当电路中通过0.1mol 电子时，被电解溶液的pH为______（溶液体积变化忽略不计）．
（5）氧化亚铜是一种半导体材料，常用作制造整流器的材料，还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂．
用右图装置可制得氧化亚铜，试写出阳极的电极反应式______．

Answer

（1）根据化合价判断氧化剂和还原剂；根据电子得失，得出SO2与电子数的关系；
（2）根据氯气能将Fe2+氧化成Fe3+，以及Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体可以净水；
（3）①根据金属的防护方法；②根据吸氧腐蚀写出正极的电极反应；
（4）先写出负极的电极反应，利用总反应-负极的电极反应=正极的电极反应；根据电极反应来计算；
（5）根据铜作阳极以及信息来解答；
【解析】
（1）反应3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2，前后各元素化合价的变化情况如下：
       Fe：+2→+3，化合价升高；S：-1→+4，化合价升高；
       O：0→-2，化合价降低；
   因此，在反应中FeS2还原剂，O2是氧化剂，Fe2O3既是氧化产物也是还原产物，SO2既是氧化产物也是还原产物，在上述反应中共转移32个电子，有3molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为32mol；故答案为：SO2、Fe3O4、32mol；
（2）因氯气能将Fe2+氧化成Fe3+，以及Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体可以净水，故答案为：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-
Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+；
（3）①根据牺牲阳极的阴极保护法可知：需要保护的金属作阴极，如图所表示：

②吸氧腐蚀的正极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
（4）负极的电极反应：3Zn+6OH-=3Zn（OH）2，正极的电极反应：2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe（OH）3+10OH-，
故答案为：2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe（OH）3+10OH-；
 阳极的电极反应：40H--4e-=2H20+O2↑
                   0.1mol   0.1mol 
所以产生的H+的物质的量为 0.1mol，其物质的量浓度为1mol/L，所以PH=0，故答案为：0；
（5）铜作阳极，生成了Cu2O，阳极的电极反应式：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O．