Question

科研、生產中常涉及鐵及其化合物
（1）實驗室配制FeSO₄溶液時，常向溶液中加入的物質有__________________。
（2）高鐵酸鹽在能源、環保等方面有著廣泛的用途，高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種理想的水處理劑，處理水時所起的作用是________________________。
（3）高鐵電池是一種新型可充電、能長時間保持穩定放電電壓的電池。該電池總反應式為3Zn（OH）₂＋2Fe（OH）₃＋4KOH3Zn＋2K₂FeO₄＋8H₂O，該電池放電時的負極反應式為________，充電時陽極附近溶液的pH________（填“變大”、“不變”或“變小”）。
（4）高爐煉鐵過程中發生下列反應：
①Fe₂O₃（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO₂（g） ΔH＝－24.8 kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）＋CO（g）=2Fe₃O₄（s）＋CO₂（g） ΔH＝－47.2 kJ/mol
③3Fe₃O₄（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO₂（g） ΔH＝＋640.4 kJ/mol
請你寫出用CO還原FeO固體制得Fe和CO₂的熱化學方程式：________________。

Answer 1

（1）稀硫酸和鐵粉
（2）殺菌劑（強氧化劑）和吸附劑（凈水劑）
（3）Zn＋2OH^－－2e^－=Zn（OH）₂變小
（4）FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO₂（g）ΔH＝－218 kJ/mol

（1）FeSO₄是強酸弱堿鹽，易發生水解使溶液呈酸性，配制溶液時，需加入稀硫酸抑制Fe^2＋水解，FeSO₄具有較強的還原性，還需加入鐵粉，防止Fe^2＋被氧化。
（2）高鐵酸鉀中鐵為＋6價，具有很強的氧化性，可用于殺菌，高鐵酸鉀的還原產物是Fe^3＋，易水解生成氫氧化鐵膠體，具有較強的吸附雜質的能力，可用于凈水。
（3）該電池放電時，Zn失電子，為電池的負極，結合產物Zn（OH）₂，可寫出放電時的負極反應式為Zn＋2OH^－－2e^－=Zn（OH）₂，正極反應式為FeO₄^2-＋4H₂O＋3e^－=Fe（OH）₃＋5OH^－。充電時，充電電池的陽極與電源的正極相連，陽極反應式為Fe（OH）₃＋5OH^－－3e^－=FeO₄^2-＋4H₂O，pH變小。
（4）根據反應FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO₂（g）與高爐煉鐵的反應可知：3×①－②－2×③得到6FeO（s）＋6CO（g）=6Fe（s）＋6CO₂（g） ΔH＝－1 308 kJ/mol，簡化成FeO（s）＋CO（g）=Fe（s）＋CO₂（g） ΔH＝－218 kJ/mol。