题目内容

【题目】铁及其化合物在工农业生产中有重要的作用。

(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol;

②C(s)+CO2(g)=2CO(g) H2=+172.5kJ/mol

③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) H3=-1651.0kJ/mol

CO还原Fe2O3的热化学方程式为__________________________________________

(2)高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体,用COH2在催化剂作用下合成甲醇,是减少污染、节约能源的新举措,反应原理:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H。在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO2mol H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图。

在上图A、B、C三点中,选出对应下表物理量最小的点。

反应速率

平衡常数K

平衡转化率α

_________

_________

_________

300℃时,向C点平衡体系中再充入0. 5molCO、1.0molH20.5molCH3OH,该反应向_________方向进行(填正反应”、‘逆反应不移动”)。

一定温度下,CO的转化率与起始投料比[n(H2)/n(CO)]的变化关系图所示,测得D点氢气的转化率为40%,则x=_____________

(3)三氯化铁是一种重要的化合物,可以用来腐蚀电路板。某腐蚀废液中含有0.5mol·L-1Fe3+0.26mol·L-1Cu2+,欲使Fe3+完全沉淀[c(Fe3+)≤4×l0-5]Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为_________。[KspCu(OH)2=2.6×l0-19;KspFe(OH)3=4×l0-38]

(4)莫尔盐,即六水合硫酸亚铁铵晶体,是一种重要的化工原料,在空气中缓慢风化及氧化,欲证明一瓶久置的莫尔盐已经部分氧化,需要进行实验操作是:取少量样品,加无氧水溶解,将溶液分成两份,______________________________________,则证明该样品已部分氧化。

【答案】 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) H=-23.5 kJ/mol-1 B C B 正反应 3 3 ≤pH<5 向一份溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色;向另一溶液中加入铁氰化钾溶液,产生特征蓝色沉淀

【解析】(1)根据盖斯定律×3-(①×3-③),整理得到CO还原Fe2O3的热化学方程式. Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-23.5 kJ/mol-1正确答案:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-23.5 kJ/mol-1

2)①从图像可知,温度升高,甲醇的体积分数减小,该反应为放热反应;升高温度,平衡左移,平衡常数K减小C点最小;从曲线图看出, A状态下体积小,甲醇体积分数大;B状态下体积大,甲醇体积分数小;A曲线相对于B曲线来说,相当于加压,平衡右移,平衡转化率B点最小,由于B点对应温度低,物质的浓度小,反应速率慢,正确选项BCB

②恒容密闭容器中分别充入1molCO2mol H2,发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 反应达到平衡时CH3OH的体积分数为50%,设CH3OH的量为xmol.假设容器的体积为1L;

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始量 1 2 0

变化量 x 2x x

平衡量 1- x 2-2x x

50%= x/(1- x+2-2x+x), x=0.75 mol;该反应平衡常数为0.75/0.25×0.52=12;300℃时,向C点平衡体系中再充入0. 5molCO1.0molH20.5molCH3OH,该反应的各物质的量分别为0.75molCO、1.5 mol H2、1.25 molCH3OH该反应的浓度商为1.25/0.75×1.52=0.74<12,反应正反应方向进行;正确答案:正反应。

③根据反应方程式:设n(H2)/n(CO)= x,CO的起始量为amol, H2的量为a x mol,

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始量 a a x 0

变化量 0.6 a 1.2a 0.6a

已知D点氢气的转化率为40%,1.2 a/ a x=40%, 解之x=3所以n(H2)/n(CO)=3;正确答案:3。

3KspFe(OH)3=c(Fe3+)×c3(OH-)=4×l0-38, 已知c(Fe3+)≤4×l0-5则c,(OH-)= l0-11c,(H+)=10-3pH3KspCu(OH)2= c(Cu2+)×c2(OH-) =2.6×l0-19已知c c(Cu2+)=0.26mol·L-1则c(OH-)= l0-9c(H+)=10-5pH=5,因此欲使Fe3+完全沉淀[c(Fe3+)≤4×l0-5]Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为3 ≤pH5正确答案3 ≤pH5

4)证明莫尔盐已经部分氧化,需要检验盐中含有亚铁离子和铁离子,铁离子检验可用硫氰化钾溶液;亚铁离子检验可以用铁氰化钾溶液;正确答案:向一份溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色;向另一溶液中加入铁氰化钾溶液,产生特征蓝色沉淀。

练习册系列答案
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已知:①Cr(OH)3+OH=CrO2+2H2O; ②2CrO2+3H2O2+2OH=2CrO42-+4H2O;M(Cr)=52

③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。

(1)抽滤过程中要及时观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时应进行的操作为_____________________________

(2)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是____________________________

冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是________________________

(3)下表是相关物质的溶解度数据:

物质

0℃

20℃

40℃

60℃

80℃

100℃

KCl

28.0

34.2

40.1

45.8

51.3

56.3

K2SO4

7.4

11.1

14.8

18.2

21.4

24.1

K2Cr2O7

4.7

12.3

26.3

45.6

73.0

102.0

KNO3

13.9

31.6

61.3

106

167

246.0

根据溶解度数据,调节pH选择的试剂是__________________

A.稀盐酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸

操作Ⅰ具体操作步骤为①______________________、②____________________

(4)称取产品重铬酸钾试样4.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2 mol·L-1H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.2400 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I+S4O62-)。

① 若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品的中重铬酸钾的纯度为__________________________(列式不计算,设整个过程中其它杂质不参与反应)。

② 若装Na2S2O3标准液的滴定管在滴定前有气泡滴定后没有气泡,测得的重铬酸钾的纯度将:______________________(填“偏高”、“偏低”、或“不变”)。

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