铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题．（1）生铁中含有一种铁碳化合物X（Fe3C）．X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量

Question

铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题．

（1）生铁中含有一种铁碳化合物X（Fe₃C）．X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是___；
（2）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是___．
A． Mg²⁺      B．Fe²⁺  C．Al³⁺      D．Cu²⁺
（3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如图1：
回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是___；操作Ⅱ的名称是___；
②请写出生成FeCO₃沉淀的离子方程式：___
（4）在一定条件下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO₂（g）； 工业上有16t Fe₂O₃在200m³的容器中反应，1小时后测得Fe₂O₃的转化率为50%，则这段时间内CO的消耗速率为___mol/（L•h）．
（5）爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO₂+2H₂O

放电

充电

Fe（OH）₂+Ni（OH）₂；高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种新型饮水消毒剂．用如图2装置可以制取少量高铁酸钠．
①此装置中爱迪生蓄电池的负极是____（填“a”或“b”）．
②写出阳极的电极反应式____．
③当制得132.8g高铁酸钠时，阳极区减少的阴离子的物质的量为___．

Answer 1

（1）X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁，Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺，
故答案为：Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺；
（2）加入过量的NaOH溶液后，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺转化为沉淀，灼烧后的固体投入过量的稀盐酸，溶液中存在Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，则所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Fe²⁺、Al³⁺，
故答案为：BC；
（3）由制备流程可知，碳酸钠水解显碱性，可促进油污的水解，加稀硫酸除去碳酸钠，且溶解Fe，操作I为过滤，滤液中含Fe²⁺，与碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁沉淀，操作II为洗涤，然后干燥、灼烧得到氧化铁．
①由上述分析可知，操作I为过滤，操作II为洗涤，故答案为：过滤；洗涤；　
②生成FeCO₃沉淀的离子方程式为Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O，故答案为：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（4）16t Fe₂O₃1小时后测得Fe₂O₃的转化率为50%，则根据反应方程式可知，反应中消耗CO的物质的量为3×50%×(1.6×107)/(160)mol=1.5×10⁵mol，1小时后CO的浓度的变化为(1.5×105mol)/(2×105L)=0.75mol/L，根据v=(△c)/(△t)可知，CO的消耗速率为(0.75mol/L)/(1h)=0.75mol/（L•h），
故答案为：0.75；
（5）①电解制时，铁作阳极，碳棒作阴极，所以爱迪生蓄电池放电时a是负极，b是正极，故答案为：a；
②阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，离子方程式为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，故答案为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
③132.8g高铁酸钠的物质的量为0.8mol，根据阳极的电极反应式Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O可知，每产生1mol高铁酸根离子，要失去6mol电子，此时从阴极转移6mol氢氧根离子，同时反应中消耗8mol氢氧化根生成1mol高铁酸根离子，所以阳极区共减少1mol阴离子，所以生成0.8mo高铁酸钠l，阳极区减少的阴离子的物质的量为0.8mol，
故答案为：0.8mol．