Question

鐵是人類生產和生活中必不可少的重要金屬。

（1）自然界一共存在四種穩定的鐵原子，分別是⁵⁴Fe、⁵⁶Fe、⁵⁷Fe和⁵⁸Fe，其中⁵⁸Fe原子中子數與質子數之差為___________。
計算鐵元素的近似相對質量的計算式為：54×a₁%+56×a₂%+57×a₃%+58×a₄%，其中a₁%、a₂%……是指各同位素的____________________。
（2）鐵原子中有______種能量不同的電子，鐵原子次外層的電子云有_____種不同的伸展方向。
（3）與鐵同周期的主族元素中，最高價氧化物對應水化物中，堿性最強的化合物與酸性最強的化合物的化學反應方程式為________________________________。
（4）要用鐵片、鋅片、直流電源和導線完成鐵片鍍鋅的實驗，鐵片應置于_________極，電解質溶液是____________________。
（5）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是水處理過程中使用的一種新型凈水劑，它的氧化性比高錳酸鉀更強，本身在反應中被還原為Fe³⁺，配平制取高鐵酸鈉的化學方程式：
___Fe(NO₃)₃ + ___NaOH + ___Cl₂ →___Na₂FeO₄ + ___NaNO₃ + ___NaCl + ___H₂O
高鐵酸鈉除了能消毒殺菌外，還能吸附水中的懸浮物，其原因是______________________。
（6）0.03mol的鐵加到過量的HNO₃中，加熱，鐵完全溶解，若生成NO、NO₂的混和氣體共1.12L（標準狀況）。將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入標準狀況下一定體積的O₂，恰好使氣體全部溶于水生成HNO₃，則通入O₂的體積________________L。  

Answer 1

（1）6   豐度（各1分）
（2）7    9（各1分）
（3）KOH + HBrO₄ →H₂O + HBrO₄  （2分）
（4）陰   ZnCl₂（Zn 的鹽溶液都可以） （各1分）
（5）2  16  3  2  6  6  8 ；  Fe³⁺水解，吸附溶液中的雜質（各1分）
（6）0.504L（ 2分）

試題分析：（1）⁵⁸Fe原子中，質子數為26，中子數為32，兩者之差為6。a₁%、a₂%……是指各同位素的在自然界中的原子百分含量，即豐度。
（2）根據鐵原子的核外電子排布式可知中有7種能量不同的電子，鐵原子次外層的電子即第3電子層，電子云有9種不同的伸展方向。
（3）與鐵同周期的主族元素中，最高價氧化物對應水化物中，堿性最強的化合物是氫氧化鉀與酸性最強的化合物 HBrO₄，反應的化學反應方程式為KOH + HBrO₄ →H₂O + HBrO₄。
（4）要用鐵片、鋅片、直流電源和導線完成鐵片鍍鋅的實驗，鐵片應置于陰  極，電解質溶液是ZnCl₂（Zn 的鹽溶液都可以）。
（5）根據化合價升降總數相等，進行配平。高鐵酸鈉除了能消毒殺菌外，還能吸附水中的懸浮物，其原因是 Fe³⁺水解，吸附溶液中的雜質。
（6）NO2、NO的混合氣體為0.05mol，與 O₂混合后通入水中，所有氣體恰好完全被水吸收生成硝酸，則鐵提供的電子物質的量等于氧氣獲得到達電子到達物質的量，鐵失去電子變成三價鐵離子，失電子為0.09mol，故氧氣物質的量為0.09/4mol,體積為0.504L。