题目内容
【题目】如图所示装置,可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。
填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是________,A中反应的离子方程式是___________________________。
(2)实验开始时应先将活塞a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:________________________。
(4)实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为__________________。
(5)下图中________能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
【答案】(1)铁屑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;(2)打开;
(3)关闭活塞a,在气体压强的作用下,A中含有硫酸亚铁溶液被压人B中,硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应;(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;(5)①②③④;
【解析】
(1)A中应预先盛放固态反应物铁屑,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子反应方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(2)实验开始时,应先打开活塞,使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气,防止氢氧化亚铁被氧化,故答案为:打开;
(3)A中反应发生后,为保证硫酸亚铁进入B中和氢氧化钠混合,要借助氢气产生的压强,所以需要关闭活塞a,在气体压强的作用下,A中含有硫酸亚铁溶液被压人B中,硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应,发生的离子反应方程式为:Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2↓,生成Fe(OH)2白色沉淀;
(4)氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,出现白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(5)根据题中信息可知要较长时间保存Fe(OH)2沉淀,必须在制取过程中尽可能减少和空气接触,对比四个选项明显可以发现选项③、④加入有机物作隔离层和空气接触少,②中Fe和稀硫酸生成氢气能排出装置中的氧气,所以也能减少与氧气接触,根据(4)分析①也能减少与氧气接触,故答案为:①②③④;
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【题目】中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环,有效降低碳排放。
(1)在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJmol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。
①计算:从0min到3min,H2的平均反应速率v(H2)=_______mol·L-1·min-1,反应至平衡时,放出的热量是_______kJ。
②能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.c(CO2) ∶c(CH3OH)=1∶1
B.混合气体的密度不再发生变化
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
③反应达到平衡后,保持其他条件不变,能加快反应速率且使体系中气体的物质的量减少,可采取的措施有________(填编号)。
A.升高温度 B.缩小容器体积
C.再充入CO2气体 D.使用合适的催化剂
(2)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g) ΔH,反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | x | 0.6 | 0.4 |
回答下列问题:
①该反应是_____反应(填“放热”或“吸热”)。
②830℃时,向一个2L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,反应至10s时达到平衡,测得A的转化率为80%,计算830℃时,反应的平衡常数x=____。