题目内容
【题目】Fe是日常生活中最常用的金属之一。回答下列问题：
(1)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌(该还原菌最佳生存环境在pH为7～8之间)作用下，能被SO42-腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示，写出正极的电极反应式___________________。
(2)在1800K时，2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-354.2kJ/mol；3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) H=-550.9kJ/mol则反应：2Fe3O4(s)+1/2O2(g) ===3Fe2O3(s)的H为_____ kJ·mol1，四氧化三铁在充满氧气的集气瓶中反应生成Fe2O3_____(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)Fe3+和I－在水溶液中的反应如下：2I－+2Fe3+
2Fe2+ +I2(在水溶液中)。
①298K时，向5mL 0.1molL1 的KI溶液中滴加0.1molL1 FeCl3溶液，得到c(Fe2+)与加入FeCl3 溶液体积关系如下图所示：
该温度下滴加5mL FeCl3溶液时，Fe3+的平衡转化率=_____%，平衡常数K=_____，若要提高Fe3+的转化率，可采取的措施是________________________。
②在已经达到平衡的上述反应体系中，加入苯对I2进行萃取，保持温度不变，反应速率_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)，此时υ(正)_____υ(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③υ(正)与Fe3+、I的浓度关系为υ=kc(I－)mc(Fe3+)n(k为常数)
c(I)molL1 | c(Fe3+)molL1 | υ (molL1s1 ) | |
(1) | 0.20 | 0.80 | 0.032k |
(2) | 0.60 | 0.40 | 0.144k |
(3) | 0.80 | 0.20 | 0.128k |
通过分析所给数据计算可知：在υ=kc(I－)mc(Fe3+)n 中，m，n的值为_____(填字母代号)。
A．m=1，n=1 B．m=2，n=1 C．m=2，n=2 D．m=1，n=2
【答案】SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH- +39.2 不能 80 3200 增大I-的浓度 减小 大于 B
【解析】
(1)根据图示，正极得电子，发生还原反应，电极反应为：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-；
(2)根据盖斯定律，由已知两个热化学方程式得：2Fe3O4(s) +
O2(g)=3Fe2O3(s) 的H=-2
H2+3H1=-2（550.9 kJmol-1）+3（354.2 kJmol-1）=+39.2kJmol-1；反应为混乱度减小的反应，且反应是吸热，所以该反应不能自发进行；
(3) ①由图示可知，平衡时c(Fe2+)=4.0×10-2 molL 1，则Fe3+的平衡转化率（×mol/L×10mL）÷（mol/L×5mL）×100%=80%；平衡时2I－+ 2Fe3+
2Fe2+ + I2平衡常数K＝
=（4×10-2）2×（2×10-2）÷[（1×10-2）2×（1×10-2）2]=3200；若要提高 Fe3+的转化率， 可采取的措施是：增大I-的浓度；故答案为：80；3200；增大I-的浓度；
②加入苯对 I2进行萃取使生成物浓度减小，反应速率减小，平衡向正反应方向移动，故正反应速率大于逆反应速率；故答案为：减小；大于；
③将表中的三组数据代入公式υ=kc(I－)mc(Fe3+)n，可得：
0.20m×0.80n=0.032k，0.60m×0.40n=0.144k，0.80m×0.20n=0.128k，
解得：m=2，n=1，
故答案为：B。
