Question

(13分)铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。

（1）在定向爆破中，常利用氧化铁与铝反应放出的热量来切割钢筋，该反应的化学方程式为＿＿。

（2）已知：2Fe₂O₃(s)＋3C(s)＝3CO₂(g)＋4Fe(s)  △H＝+468.2 kJ·mol^-1

C(s)+O₂(g)＝CO₂(g) △H=-393.5 kJ·mol^-1。

则Fe(s)与O₂ (g)反应生成Fe₂ O₃ (s)的热化学方程式为＿_____________________。

（3）可用KMnO₄溶液滴定Fe²⁺的浓度，反应的离子方程式如下：5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O

①KMnO₄溶液应盛放在＿＿＿＿＿滴定管中；

②判断达到滴定终点的现象是＿＿＿＿＿；

③用硫酸酸化的0.020 00 mol·L^-1。KMnO₄溶液滴定某FeSO₄溶液至终点，实验数据记录如下表：

请分析数据并计算，该FeSO₄溶液的物质的量浓度为＿＿＿＿＿。

（4）新型纳米材料ZnFe₂O_x，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如下图：

①已知ZnFe₂O₄与H₂反应的物质的量之比为2:1，则ZnFe₂O_x中x=＿＿＿＿＿；

②用ZnFe₂O_x除去SO₂的过程中，氧化剂是＿＿＿＿＿。

Answer

（1）Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe （2）4Fe(s)+3O2 (g)＝2Fe2O3(s) △H＝－1648.7kJ/mol

（3）①酸式 ②溶液恰好变浅紫红色，且半分钟内不褪色 ③0.080 00 mol·L-1

（4）①3.5 ②SO2

【解析】

试题分析：（1）氧化铁与铝反应发生的是铝热反应，方程式为Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe；

（2）已知：①2Fe2O3(s)＋3C(s)＝3CO2(g)＋4Fe(s) △H＝+468.2 kJ·mol-1、②C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1。则根据盖斯定律可知②×3－①即得到反应4Fe(s)+3O2 (g)＝2Fe2O3(s)，所以该反应的反应热△H＝－393.5 kJ/mol×3－468.2 kJ/mol＝－1648.7kJ/mol；

（3）①酸性KMnO4溶液具有强氧化性和酸性，应盛放在酸式滴定管中；

②由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，所以判断达到滴定终点的现象是溶液恰好变浅紫红色，且半分钟内不褪色；

③根据表中数据可知，第二次实验中消耗高锰酸钾溶液的体积与其余二次相差较大，舍去不用，因此消耗高锰酸钾溶液的体积平均值为＝20.00ml，所以根据方程式5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O可知，FeSO4溶液的物质的量浓度为×5＝0.080 00 mol·L-1。

（4）①已知ZnFe2O4与H2反应的物质的量之比为2:1，则根据原子守恒可知，反应中还生成1分子水，所以ZnFe2Ox中x＝(4×2－1)÷2＝3.5；

②在ZnFe2Ox中铁元素的化合价是+2.5价，而反应后变为+3价，化合价升高，失去电子，做还原剂，因此氧化剂是二氧化硫。

考点：考查铝热反应、盖斯定律、氧化还原反应滴定、氧化还原反应的有关判断与计算