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1.铁、铝是生活中常见的重要金属材料.
高温下炼铁的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)-Q
(1)写出该反应的平衡常数的表达式K=$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)}$.当混合气体的质量、平均分子量、密度(填物理量名称)不变时,表明上述反应已达到平衡.
(2)写出一种能提高上述反应中氧化铁转化率的措施升高温度、提高一氧化碳的浓度、及时移走二氧化碳等.取一定量铝热剂,在高温下进行铝热反应:2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3
(3)请标出电子转移的方向和数目.若反应中有 1.5mol 电子转移,可得到铁28g.
(4)将铝热剂直接加到足量氢氧化钠溶液中,有气体生成.请写出该现象对应的离子方程式.2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2
(5)若将铝热反应后所得固体用足量盐酸溶解,并加入硫氰化钾溶液,溶液不变血红色.据此能否确认固体中已不含氧化铁?说明理由.不能确认,因为所得固体中有铁,会将 Fe3+还原为 Fe2+

分析 (1)平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积;未反应时是变量现不变说明达平衡状态;
(2)提高氧化铁的转化率,则平衡正向移动,所以可以通过升高温度、提高一氧化碳的浓度、及时移走二氧化碳等方法;
(3)一氧化碳是还原剂,而氧化铁中铁化合价降低是氧化剂,所以电子转移的方向和数目表示为:,由反应方程式可知,生成1mol铁转移3mol的电子,所以有 1.5mol 电子转移生成0.5mol的铁;
(4)将铝热剂直接加到足量氢氧化钠溶液中,铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;
(5)将铝热反应后所得固体用足量盐酸溶解,并加入硫氰化钾溶液,溶液不变血红色说明无铁离子,而固体中有铁,会将 Fe3+还原为 Fe2+,所以不能确认,是否含氧化铁.

解答 解:(1)平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积,所以K=$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)}$;未平衡时质量、平均分子量、密度等都随时间的变化而变化,如果气体的质量、平均分子量、密度不再随时间的变化而变化说明达平衡状态,故答案为:K=$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)}$;质量、平均分子量、密度;
(2)提高氧化铁的转化率,则平衡正向移动,所以可以通过升高温度、提高一氧化碳的浓度、及时移走二氧化碳等方法,故答案为:升高温度、提高一氧化碳的浓度、及时移走二氧化碳等;
(3)一氧化碳是还原剂,而氧化铁中铁化合价降低是氧化剂,所以电子转移的方向和数目表示为:,由反应方程式可知,生成1mol铁转移3mol的电子,所以有 1.5mol 电子转移生成0.5mol的铁,质量为28g,故答案为:;28;
(4)将铝热剂直接加到足量氢氧化钠溶液中,铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,离子反应方程式为:2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑;
(5)将铝热反应后所得固体用足量盐酸溶解,并加入硫氰化钾溶液,溶液不变血红色说明无铁离子,而固体中有铁,会将 Fe3+还原为 Fe2+,所以不能确认,是否含氧化铁,故答案为:不能确认,因为所得固体中有铁,会将 Fe3+还原为 Fe2+

点评 本题考查了 铁及其化合物性质的分析判断,氧化还原反应电子的转移,注意铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.CO2是温室气体,研究CO2的应用对促进低碳生活具有重要意义.
(1)1922年德国工业化生产尿素
Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1=-159.50kJ•mol-1
Ⅱ:NH3COONH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H2=+72.50kJ•mol-1
①写出用NH3和CO2合成尿素总反应的热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H=-87.00kJ•mol-1
按照酸碱质子理论,能接受H+的物质为碱,现常温下溶液中存在反应:NH3+NH2COOH?NH2COONH4(K=1×1010),则该溶液中碱性强弱为:NH3强于NH2COONH4(填“强于”、“弱于”、“相等”或“不能确定”).
②在一个体积恒为1L的恒温密闭容器中充入2molCO2和4molNH3的混合气体,经历反应Ⅰ、Ⅱ合成CO(NH22,混合气体中的氨气体积分数及气体总浓度随时间变化如图1所示.

对于反应Ⅰ:A点的正反应速率与B点的逆反应速率的大小关系是:v(A)>v(B)(填“>”“<”或“=”).
当温度升高时,平衡常数K1值的变化趋势为逐渐减小,在B点氨气的转化率为50%;
对于反应Ⅱ:从动力学分析,选用合适正催化剂可以使该反应活化能减小(“增大”“减小”或“不变”)
(2)利用二氧化碳制备乙烯
用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图2所示.
①b电极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+H2O;
②该装置中使用的是阳(填“阴”或“阳”)离子交换膜.

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B.
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C.
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