题目内容

8．铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用．
（1）如图3是研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图．在图中A、B、C、D四个部位中，生成铁锈最多的部位是B（填字母）；
（2）已知t℃时，反应FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=0.25，则该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$：t℃时，反应达到平衡时n（CO）：n（CO2）=4；t℃时，若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s）、xmolCO，平衡时FeO的转化率为50%，则x=0.05；
（3）高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂．工业上常采用NaClO氧化法生产，有关反应原理为：
3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH═2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+2KOH═K2FeO4+2NaOH
实验证明：反应的温度、原料的浓度及配比对高锰酸钾的产率都有影响．图1为不同温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响．图2为一定温度下，NaClO不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响．
①工业生产中，反应进行的适宜温度为26℃；此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液的理想的质量浓度之比是6：5；
②高铁酸钾做水处理剂时的作用主要有杀菌消毒、吸附悬浮物（答出2条即可）．

分析 （1）中性或弱酸性条件下，铁发生吸氧腐蚀，铁接触空气、水时腐蚀最严重；
（2）平衡常数是指生成物平衡浓度化学计量数幂乘积与反应物平衡浓度化学计量数幂乘积的比；
根据平衡常数表达式可知，反应达到平衡时n（CO）：n（CO2）等于平衡常数的倒数；
用x表示出平衡时CO、二氧化碳物质的量，再根据平衡常数列方程计算解答；
（3）①由图1可知，Fe（NO3）3浓度一定，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高，Fe（NO3）3浓度在330g/L时，K2FeO4的生成率最高，由图2可知，NaClO在275g/L时，K2FeO4的生成率最高，据此计算Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比；
②高铁酸钾具有强氧化性，可以杀菌消毒，还原得到铁离子水解形成氢氧化铁胶体，可以吸附水中悬浮物．

解答 解：（1）海水溶液呈中性，则钢铁发生吸氧腐蚀，钢铁接触空气、水时腐蚀最严重，所以B处腐蚀最严重，故答案为：B；
（2）反应FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$，t℃时，反应达到平衡时n（CO）：n（CO2）=$\frac{1}{K}$=$\frac{1}{0.25}$=4，t℃时，
若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s）、xmolCO，平衡时FeO的转化率为50%，转化的FeO为0.01mol，则：
           FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）
起始量（mol）：0.02    x               0
变化量（mol）：0.01    0.01            0.01
平衡量（mol）：0.01    x-0.01          0.01
则$\frac{0.01}{x-0.01}$=0.25，解得x=0.05，
故答案为：$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$；4；0.05；
（3）①由图1可知，Fe（NO3）3浓度一定，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高，故工业生产中最佳温度为26℃．
由图1可知，Fe（NO3）3浓度在330g/L时，K2FeO4的生成率最高，由图2可知，NaClO在275g/L时，K2FeO4的生成率最高，所以Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为330g/L：275g/L=6：5，
故答案为：26；6：5；
②高铁酸钾具有强氧化性，可以杀菌消毒，还原得到铁离子水解形成氢氧化铁胶体，可以吸附水中悬浮物，
故答案为：杀菌消毒、吸附悬浮物．

点评 本题考查化学平衡计算、金属腐蚀、条件控制选择等，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识及灵活运用知识、阅读获取信息、分析解决问题的能力．

练习册系列答案
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