Question

铁是人类生产和生活中必不可少的重要金属。

（1）自然界一共存在四种稳定的铁原子，分别是⁵⁴Fe、⁵⁶Fe、⁵⁷Fe和⁵⁸Fe，其中⁵⁸Fe原子中子数与质子数之差为___________。

计算铁元素的近似相对质量的计算式为：54×a₁%+56×a₂%+57×a₃%+58×a₄%，其中a₁%、a₂%……是指各同位素的____________________。

（2）铁原子中有______种能量不同的电子，铁原子次外层的电子云有_____种不同的伸展方向。

（3）与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为________________________________。

（4）要用铁片、锌片、直流电源和导线完成铁片镀锌的实验，铁片应置于_________极，电解质溶液是____________________。

（5）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原为Fe³⁺，配平制取高铁酸钠的化学方程式：

___Fe(NO₃)₃ + ___NaOH + ___Cl₂ →___Na₂FeO₄ + ___NaNO₃ + ___NaCl + ___H₂O

高铁酸钠除了能消毒杀菌外，还能吸附水中的悬浮物，其原因是______________________。

（6）0.03mol的铁加到过量的HNO₃中，加热，铁完全溶解，若生成NO、NO₂的混和气体共1.12L（标准状况）。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的O₂，恰好使气体全部溶于水生成HNO₃，则通入O₂的体积________________L。  

Answer

（1）6    丰度（各1分）

（2）7    9（各1分）

（3）KOH + HBrO4 →H2O + HBrO4   （2分）

（4）阴   ZnCl2（Zn 的盐溶液都可以） （各1分）

（5）2  16  3  2  6  6  8 ；  Fe3+水解，吸附溶液中的杂质（各1分）

（6）0.504L（ 2分）

【解析】

试题分析：（1）58Fe原子中，质子数为26，中子数为32，两者之差为6。a1%、a2%……是指各同位素的在自然界中的原子百分含量，即丰度。

（2）根据铁原子的核外电子排布式可知中有7种能量不同的电子，铁原子次外层的电子即第3电子层，电子云有9种不同的伸展方向。

（3）与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物是氢氧化钾与酸性最强的化合物 HBrO4 ，反应的化学反应方程式为KOH + HBrO4 →H2O + HBrO4 。

（4）要用铁片、锌片、直流电源和导线完成铁片镀锌的实验，铁片应置于阴   极，电解质溶液是ZnCl2（Zn 的盐溶液都可以）。

（5）根据化合价升降总数相等，进行配平。高铁酸钠除了能消毒杀菌外，还能吸附水中的悬浮物，其原因是 Fe3+水解，吸附溶液中的杂质。

（6）NO2、NO的混合气体为0.05mol，与 O2混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸，则铁提供的电子物质的量等于氧气获得到达电子到达物质的量，铁失去电子变成三价铁离子，失电子为0.09mol，故氧气物质的量为0.09/4mol,体积为0.504L。

考点：本题考查核外电子的排布，氧化还原的配平，电子守恒法运用化学计算等相关知识。