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铁是重要的金属元素,用途极广.
(1)高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性,常用作净水剂,对环境无不良影响,被人们称为“绿色化学”试剂.工业上,可用铁作阳极,电解KOH溶液制备K2FeO4,其阳极的电极反应式为
 

(2)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到.工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为
 

(3)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
 Fe(s)+CO2(g)△H=a kJ/mol,则a=kJ/mol.
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ 1000 1115 1300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,此时v
v(填“等于”、“大于”或“小于”).经过l0min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=
 
.欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是
 

A.提高反应温度  B.移出部分CO2   C.加入合适的催化剂  D.减小容器的容积
(4)一定温度下的难溶电解质在水溶液中达到溶解平衡时.已知下表数据,对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO43的混合溶液的说法,不科学的是
 

物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp/25℃ 8.0×10-16 2.2×10-20 4.0×10-38
完全沉淀时的PH值 ≥9.6 ≥6.4 3~4
A.向该溶液中加少量铁粉不能观察到红色固体析出
B.该溶液中c(SO42-):[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5:4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH值到3~4后过滤,可得到纯净的CuSO4溶液
D.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀.
考点:电解原理,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)铁失去电子,在碱性溶液中生成高铁酸根离子,同时有水生成;
(2)此反应为氧化还原反应,反应物中既有氧化剂又有还原剂,依据化合价升降相等配平即可;
(3)依据热化学方程式计算,反应焓变;依据计算得到浓度商和该温度下平衡常数比较判断反应进行方向,依据平衡常数计算生成二氧化碳,结合反应速率概念计算二氧化碳的化学反应速率;欲提高上述反应中CO的平衡转化率,需要反应正向进行;
(4)A.因为Fe3+的氧化性强于Cu2+,所以投入少量铁粉,先发生的反应是:2Fe3++Fe=3Fe2+
B.Cu2+、Fe2+、Fe3+发生水解,因此它们的物质的量会减少;
C.溶液中混有CuCl2
D.根据Ksp的大小判断溶解性.
解答: 解:(1)铁失去电子,在碱性溶液中生成高铁酸根离子,同时有水生成,阳极的电极反应式为Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O,故答案为:Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O;
(2)FeSO4→Fe(OH)SO4 ,Fe由+2变为+3,故FeSO4为还原剂,NaNO2→NO,N由+3变为+2,故NaNO2为氧化剂,稀硫酸既不做氧化剂也不做还原剂.FeSO4→Fe(OH)SO4 和NaNO2→NO化合价升降相等,故FeSO4和NaNO2化学计量数相等,依据原子守恒配平可得:2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe(OH)SO4+Na2SO4+2NO↑
故答案为:2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe(OH)SO4+Na2SO4+2NO↑;
(3)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol
依据盖斯定律①×
1
3
-②得到高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
 Fe(s)+CO2(g)△H=-9.5 kJ/mol,则a=-9.5kJ/mol
在一个容积为:10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,Q=
1mol
10L
1mol
10L
=1<K=4,说明费用正向进行,v>v
设反应一氧化碳物质的量为x
                 
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)?
2
3
 Fe(s)+CO2(g)
起始量 (mol)                1                  1
变化量(mol)                 x                  x
平衡量(mol)                1-x                1+x
1+x
1-x
=4
x=0.6
经过l0min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=
0.6mol
10L
10min
=0.006mol/L?min;
欲提高上述反应中CO的平衡转化率,应使平衡正向进行;
A.反应是放热反应,提高反应温度,平衡逆向进行,一氧化碳转化率减小,故A不符合;
B.移出部分CO2  平衡正向进行,一氧化碳转化率增大,故B符合;
C.加入合适的催化剂,改变反应速率不改变化学平衡,一氧化碳转化率不变,故C不符合;
D.反应前后气体体积不变,减小容器的容积增大压强,平衡不变,一氧化碳转化率不变,故D不符合;
故选B.
(4)A.因为Fe3+的氧化性强于Cu2+,所以投入少量铁粉,先发生的反应是:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能观察到红色固体析出,故A正确;
B.因为Cu2+、Fe2+、Fe3+对应的碱全是弱碱,所以这三种离子在溶液中都会发生水解,因此它们的物质的量会减少,故B正确;
C.加入氯水,可以把亚铁离子全氧化成三价,但它的还原产物Cl-肯定还在溶液中,而且在调节pH时加入的试剂也会在溶液中有所保留,所以得到的溶液中不可能只含CuSO4一种溶质,故C错误;
D.从表格中可以看出,Fe(OH)3的Ksp是最小的,所以它最先出现沉淀,故D正确;
故选C.
点评:本题考查了电解原理,化学平衡影响因素,平衡常数、反应速率概念分析应用,热化学方程式和盖斯定律计算,沉淀溶解平衡的理解应用,掌握基础是关键,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:

某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y,由此推断出下列说法正确的是(  )
A、X、Y都是金属时,则X一定比Y活泼
B、X一定排在金属活动顺序表中H的前面
C、X是金属时,Y可能是金属也可能是非金属
D、X是非金属时,Y可能是金属也可能是非金属

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科目:高中化学 来源: 题型:

完全燃烧某气态烷烃0.1mol,得到0.4mol二氧化碳和9克水.通过计算求:
(1)此烷烃的分子式;
(2)写出此烷烃可能的结构简式.

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向NH4Al(SO42溶液中加入Ba(OH)2恰好使硫酸根反应完全的离子方程式为
 

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实验室用98%(密度为1.84g/mL)的浓硫酸配置成1mol/L的稀硫酸90mL.
(1)需用浓硫酸
 
mL.
(2)配置该溶液,除了烧杯、玻璃棒、量筒、还需要的玻璃仪器有
 

(3)容量瓶在使用前必需的一步操作是
 

(4)下列操作对硫酸的物质的量浓度有何影响(填“偏高”、“偏低”、“无影响”).
①未等稀释后的硫酸冷却至室温就转移到容量瓶中:
 

②容量瓶中原有少量蒸馏水
 

③定容时仰视观察液面
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O;则该反应中还原产物是
 
;若反应过程中转移了0.3mol电子,则氧化产物的质量是
 
g.
(2)将amolCl2 通入含bmolFeBr2的溶液中,当0<
a
b
1
2
时,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,写出另2个可能发生的离子方程式.
①当
a
b
=1时
 
;②当
a
b
3
2
 

(3)观察如下反应,总结规律,然后完成下列问题:
①Al(OH)3+H2O?Al(OH)4-+H+;②Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(Ⅰ)已知B (OH)3是一元弱酸,试写出其电离方程式:
 

(Ⅱ)单质氰(CN)2是类卤素,试写出其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

1mol分子组成为C3H8O的液态有机化合物A,与足量的金属钠作用,可生成11.2L(标准状况)氢气,则A分子中必有一个
 
基,若此基在碳链的一端,且A中无支链,则A的结构简式为
 
;A与浓硫酸共热,分子内脱去1分子水,生成B,B的结构简式为
 
;B通入溴水能发生加成反应,生成C,C的结构简式为
 
;A在有铜做催化剂时,与氧气一起加热,发生氧化反应,生成D,D的结构简式为
 

写出下列指定反应的化学方程式:A→B
 
.B→C
 
.A→D
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法正确的是(  )
A、常温下,将pH=5的醋酸溶液稀释到原体积的1000倍后,溶液的pH=8
B、为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH.若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸
C、由0.1mol?L-1一元碱BOH溶液的pH=10,推知BOH溶液存在BOH?B++OH-
D、用0.2000mol?L-1 NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1mol?L-1),至中性时,溶液中的酸恰好被完全中和

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列表达正确的是(  )
A、常温下,用0.1mol?L-1 NaOH溶液滴定10.00mol?L-1 CH3COOH溶液,在滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-
B、等物质的量Na2S和NaHS混合溶液中c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-
C、x mol Cl2溶于水得到1L溶液,则c(Cl-)+c(HClO)=2x mol?L-1
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