题目内容

【题目】FeSO4是一种补血剂,常温下久置易变黄,一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。

1)已知:①Fe2+(aq)-e-= Fe3+(aq) H1=akJ/mol

O2(g)+4 e-+4H+(aq)=2H2O(l) H2=bkJ/mol

FeSO4在酸性溶液中变质的热化学方程式为_____

常温下,配制浓度为0.1mol/LFeSO4溶液,研究不同 pH Fe2+ 氧化的影响,结果如下图所示,(假设反应过程中溶液体积不变)。

2)在pH=5.5的环境下,该反应在015min的平均速率vFe2+=_______;增大溶液pHFe2+被氧化速率_______(填增大减小无影响)。

3)在平衡常数的计算中气态物质常以压强代替其浓度,Fe2+在酸性环境下氧化的平衡常数K的计算表达式是______;常温下该反应的平衡常数很大,为2.5×1032L4 /(atmmol4),下列说法正确的是_______

a. Fe2+转化为Fe3+的趋势大 b. Fe2+转化为Fe3+的速率大

c. 反应进行得较为彻底 d. 酸性条件下Fe2+不会被氧化

4)在pH=13的环境下,Fe2+的氧化变质可以理解为:

第一步: Fe2++2OH-= Fe(OH)2,第二步_____________ (用化学方程式回答);当氧化达到平衡时,c(Fe2+)/ c(Fe3+)_____4.0×1022(填“>”“<”“=”)。已知的Ksp[Fe(OH)3]=2.5×10-39Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-15

5)根据上述分析,配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和_________

【答案】4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l) H=4a+ bkJ/mol 0.004mol/(Lmin) 增大 c4(Fe3+)/c4(Fe2+)c4(H+)p(O2) ac 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 = H2SO4

【解析】

1)根据盖斯定律分析解答。

2)根据图像和速率公式分析解答。

3)根据此方程式4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l)写出平衡常数表达式。

4)在pH=13的环境下,Fe2++2OH-= Fe(OH)2,接着Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

5)由于Fe2+在酸性环境下易被氧化为Fe3+,在碱性环境中易被氧化成Fe(OH)3,所以配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和H2SO4

(1)①Fe2+(aq)-e-= Fe3+(aq) H1=akJ/mol

O2(g)+4 e-+4H+(aq)=2H2O(l) H2=bkJ/mol

根据盖斯定律,①×4+②可得,4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l) H=4a+ bkJ/mol,故答案为:4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l) H=4a+ bkJ/mol

2vFe2+)=(0.1mol/L×60%)/15min=0.004mol/(Lmin),根据图示分析,增大溶液pHFe2+氧化率增大,所以Fe2+被氧化速率增大,故答案为:0.004mol/(Lmin);增大。

(3)根据4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l),可知Fe2+在酸性环境下氧化的平衡常数K=c4(Fe3+)/c4(Fe2+)c4(H+)p(O2);

a.因为常温下该反应的平衡常数很大,故Fe2+转化为Fe3+的趋势大,a故正确;

b.K值越大,表示反应进行得越完全,故b错误;

c. K值越大,表示反应进行得越完全,越彻底,故c正确;

d. 在酸性条件下Fe2+会被氧化,故d错误;

故答案为:c4(Fe3+)/c4(Fe2+)c4(H+)p(O2);ac

4)在pH=13的环境下,Fe2++2OH-= Fe(OH)2,接着Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;根据pH=13,可知c(OH-)=10-1mol/LKsp[Fe(OH)3]=2.5×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)=2.5×10-36Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-15=c(Fe2+)c2(OH-),c(Fe2+)=1.0×10-13c(Fe2+)/ c(Fe3+)=1.0×10-13/2.5×10-36=4.0×1022,故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3=

5)由于Fe2+在酸性环境下易被氧化为Fe3+,在碱性环境中易被氧化成Fe(OH)3,所以配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和H2SO4,故答案为:H2SO4

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①打开止水夹K1,关闭止水夹K2,加热装置D一段时间;

②加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热装置D并关闭K1

③向装置Ab容器内充入加热介质并加热到210220℃,打开止水夹K2,通入N2O

④冷却,向产物中加入乙醇,减压浓缩结晶后,再过滤,并用乙醚洗涤,晾干。

回答下列问题:

(1)装置B中盛放的药品为____________;装置C的主要作用是________________

(2)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__________

(3)步骤③中,为了使反应受热均匀,A装置里a容器的加热方式为_____;生成NaN3的化学方程式为_____N2O可由NH4NO3240~245℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6℃),则不能选择的气体发生装置是________(填序号)。

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则试样中NaN3的质量分数为_______________

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