题目内容
【题目】A~G为中学化学中常见的物质,B、E、F为单质,在常温下B是一种有色气体,G为黑色固体。它们的相互转化如图所示,部分生成物未列出。试回答下列问题:
(1)F的一种氧化物常用作红色油漆和涂料,这种氧化物的俗称为________。
(2)E在电气、电子工业中应用最广,也是人类发现最早的金属之一。写出E与C反应的离子方程式________,利用电解法可提纯E物质,在该电解反应中阳极物质是________,阴极物质是________,电解质溶液是__。
(3)写出下列物质的化学式:A________、G________。
(4)将B与SO2等体积混合后,通入品红溶液中,观察到的现象是__________,涉及的离子方程式为______,工业上获得B的重要途径是________(用化学方程式表示)。
【答案】铁红 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 粗铜 精铜 硫酸铜溶液 HCl MnO2 品红溶液不褪色 SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO42- 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
【解析】
因A~G为中学化学中常见的物质,又在常温下B是一种有色气体,故B为Cl2;由“F的一种氧化物常用作红色油漆和涂料”知F为铁,这是推断元素F的关键点;“由E在电气、电子工业中应用最广,也是人类发现最早的金属之一”可知E为Cu;铁与氯气反应生成FeCl3,则C为FeCl3,而Cu能将Fe3+还原成Fe2+,则D为FeCl2,G为黑色固体,能与A反应,又A能与F反应,可知A为浓盐酸,G为二氧化锰,工业上获得氯气的方法是电解饱和食盐水——氯碱工业,据此答题。
(1)F的一种氧化物常用作红色油漆和涂料,为氧化铁,这种氧化物的俗称为铁红,故答案为:铁红。
(2)Cu与FeCl3反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,利用电解法可提纯E物质,在该电解反应中阳极物质是粗铜,阴极物质是精铜,电解质溶液是硫酸铜溶液,故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,粗铜,精铜,硫酸铜溶液。
(3)通过分析可知,A为HCl,G为MnO2,故答案为:HCl,MnO2。
(4)将Cl2和SO2等体积混合后,二者发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,所以通过品红溶液中,观察到的现象是品红溶液不褪色,涉及的离子方程式为:SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-,工业上获得B的重要途径是电解饱和食盐水,反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:品红溶液不褪色,SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
【题目】钢铁行业是工业生产的重要支柱。
(1)已知高炉炼铁的主要反应为:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+19 kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原生成Fe(s)和CO2的热化学方程式:________________。
(2)恒温恒容条件下进行反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填写序号字母)。
a.v(CO)正=v(CO2)逆 b.CO、CO2 的浓度之比为1:1
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
(3)ToC时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数为K=27。在1L的密闭容器中分别按下表所示加入物质,维持ToC反应一段时间达到平衡,甲、乙容器中CO的平衡转化率之比=_________。
Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
甲容器 | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
乙容器 | 1.0 mol | 2.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
(4)下列为合成甲醇的有关化学方程式:
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则K3值为_______。
(5)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,则充电时的阳极反应式为__________。
(6)炼铁尾气中含有CO,经过回收可用于合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.1 kJ·mol-1。ToC,该反应的Kp=6.0×10-3kPa-2(用平衡分压代替平衡浓度所得平衡常数,分压= 总压×物质的量分数)。该温度下的某容器中,若起始充入2molH2、1molCO,平衡时甲醇的平衡分压p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时混合气体中CH3OH的体积分数约为________(用百分数表示,小数点后保留1位)。