Question

（2013?湛江二模）高炉炼铁是冶炼铁的主要方法．
（1）从炼铁高炉口排出的尾气中含有一定量的有毒气体

CO

（填化学式），会污染空气．100多年前，人们曾耗巨资改建高炉，结果尾气中的该物质含量并未减少．高炉炼铁的主要反应方程式为（设铁矿石用磁铁矿）

Fe₃O₄+4CO

高温  .

3Fe+4CO₂

．
（2）已知：①4Fe（s）+3O₂=2Fe₂O₃（s）△H₁
②4Fe₃O₄（s）+O₂（g）=6Fe₂O₃（s）△H₂
③3Fe（s）+2O₂（g）=Fe₃O₄（s）△H₃
则△H₂=

3△H₁-4△H₃

（用含上述△H的代数式表示）．
（3）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是铁的一种重要化合物，可用电解法制备，阳极材料为铁，其电解质溶液应选用

NaOH

 （填H₂SO₄、HNO₃、KOH、NaOH、Na₂SO₄）溶液，原因是

其他溶液都会引入杂质

，阳极反应式为

Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O

．
（4）某温度下，HX的电离平衡常数K为1×10^-5．计算该温度下0.100mol/L的HX溶液的     H⁺浓度．（平衡时HX的浓度以0.100mol/L计，水的电离忽略不计，写出计算过程．）

Answer 1

分析：（1）炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有有毒气体CO；据炼铁原理，用一氧化碳还原铁矿石生成铁和二氧化碳；
（2）根据盖斯定律来分析；
（3）根据是否引入杂质来分析；根据阳极失去电子被氧化；
（4）先根据三段法求出各物质的平衡浓度，然后根据HX的电离常数K（HX）=

C(H+)C(X-)

C(HX)

计算H⁺浓度．

解答：（1）炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有有毒气体CO；高炉炼铁主要反应原理是用一氧化碳还原铁矿石生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe₃O₄+4CO

高温  .

3Fe+4CO₂，
故答案为：CO；Fe₃O₄+4CO

高温  .

3Fe+4CO₂；
（2）已知：①4Fe（s）+3O₂=2Fe₂O₃（s）△H₁
③3Fe（s）+2O₂（g）=Fe₃O₄（s）△H₃
①×3-③×4，得：4Fe₃O₄（s）+O₂（g）=6Fe₂O₃（s）△H₂=3△H₁-4△H₃；
故答案为：3△H₁-4△H₃；
（3）据因Na₂SO₄中含有硫酸根离子，H₂SO₄、HNO₃中含有硫酸根、硝酸根离子，KOH中含有钾离子，通过反应得不到纯净的高铁酸钠，选用NaOH，当OH^-放电完毕之后，溶液中就溶液中就没有其他杂质了，阳极反应式为Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案为：NaOH；其他溶液会引入杂质；Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
（4）HX?X^-+H⁺
初始浓度/mol?L^-1 0.100         0         0
变化浓度/mol?L^-1     a            a         a
平衡浓度/mol?L^-1   0.100          a         a   
K=c（H+）c（X-）c（HX）=a×a0.100=1×10^-5
∴a≈1×10^-3
答：该温度下0.100mol/L的HX溶液的H⁺浓度为1×10^-3mol?L^-1．

点评：本题主要考查了工业炼铁、盖斯定律、电解原理、化学平衡计算，难度不大，掌握原理即可解答．