题目内容
【题目】（一）合成氨工艺（流程如图所示）是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯（PHaber）获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：1/2N2（g）+3/2H2（g） 
NH3（g） △H(298K)= - 46.2KJmol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为（*表示吸附态）
化学吸附：N2（g）→2N*；H2（g）→2H*；
表面反应：N*+ H* NH*；NH*+ H* NH2*；NH2* + H*NH3*
脱附：NH3* NH3（g）
其中， N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。 请回答：
（1）利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A．低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
（2）标准平衡常数KΘ=
，其中pΘ为标准压强（1X105Pa），p NH3、 p N2和p H2为各组分的平衡分压，如p NH3=x NH3 p，p为平衡总压，x NH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则KΘ=_____________（用含w的最简式表示）
②下图中可以示意标准平衡常数KΘ随温度T变化趋势的是_______。
（3）实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0X105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由________________________。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_______。
A.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零
B.控制温度（773K）远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。
（二）高铁酸钾（K2FeO4）可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成，其原理如图所示。接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe3+的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。
（1）请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________。
（2）请写出阳极的电极反应式（含FeO42-）___________________________________。
【答案】AD 
A 原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。 ADE 2Fe3+＋3C1O-＋10OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O或2Fe(OH)3+3C1O-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O Fe3++8OH—3e-=FeO42-＋4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-＋4H2O
【解析】
(一)（1）由勒夏特列原理可知，根据反应
N2（g）＋
H2（g）
NH3（g）△H（298K）＝－46.2kJ/mol，为了提高合成氨平衡产率，即平衡正向移动，低温和高压符合条件，答案选AD；
（2）① N2（g）＋H2（g）NH3（g）
起始量： 1 3 0
转化量： 
3 2
平衡量： 1- 3-3 2
x(NH3)%=
；x(N2)%=
；x(H2)%=
，化简得；
②反应N2（g）＋H2（g）NH3（g）△H（298K）＝－46.2kJ/mol为放热反应，温度T升高，平衡向逆反应方向移动，K0减小，InK0也减小，InK0与温度不成正比，故答案选A；
（3）①由反应N2（g）＋H2（g）NH3（g）可知，加过量氮气，有利于平衡正向移动，提高H2的转化率以及氨气的产率，同时根据题干“N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。”可知，N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。②易知A选项正确；控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，B错误；恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C错误；不断将氨气液化，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确，当选；通过天然气和水蒸气转化制得的H2，由于含有CH4，CO等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外CH4，CO可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理，E正确。答案选ADE；
（二）（1）将一定量C12通入KOH溶液，生成KCl和KClO，KClO具有强氧化性，将Fe3+氧化为FeO42-，然后根据碱性环境，配平即可，得到2Fe3+＋3C1O-＋10OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O或2Fe(OH)3+3C1O-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O；
（2）阳极失电子，反应物为Fe3+产物为FeO42-，然后根据碱性环境及守恒规则，易写出Fe3++8OH- -3e-=FeO42-＋4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-＋4H2O。
全能测控期末小状元系列答案
【题目】某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌（ZnSO4·7H2O）
相关信息如下：①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.5 | 2.8 |
Fe2+ | 5.5 | 8.3 |
Zn2+ | 5.4 | 8.2 |
②ZnSO4的溶解度（物质在100g水中溶解的质量）随温度变化曲线。
请回答：
(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除，理由是_______________________________。②步骤Ⅰ，可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是_______________________________。
(2)步骤Ⅱ，需加入过量H2O2，理由是_______________________________。
(3)步骤Ⅲ，合适的pH范围是_______________________________。
(4)步骤Ⅳ，需要用到下列所有操作：a.蒸发至溶液出现晶膜；b.在60℃蒸发溶剂；c.冷却至室温；d.在100℃蒸发溶剂；e.过滤。请给出上述操作的正确顺序___________________（操作可重复使用）。
(5)步骤Ⅴ，某同学采用不同降温方式进行冷却结晶，测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如图1所示。根据该实验结果，为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒，宜选择_________方式进行冷却结晶。
A.快速降温 B. 缓慢降温 C.变速降温
(6)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。
① 下列关于滴定分析，正确的是________________。
A.图2中，应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端
B.滴定前，锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗
C.将标准溶液装入滴定管时，应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移
D.滴定时，通常用左手控制旋塞滴加溶液，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转
E.滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后尖嘴内有气泡，则测得的体积比实际消耗的小
②图3中显示滴定终点时的度数是_____________mL。
