题目内容

高铁酸钾（K2FeO4）易溶于水，具有强氧化性，是一种新型水处理剂．工业上常用如下方法制备高铁酸钾：以铁丝网为阳极电解NaOH溶液，然后在阳极液中加入50%的KOH溶液，充分反应后，过滤、用异丙醇洗涤、干燥，即可制得．
（1）高铁酸钾具有强氧化性的原因是
 
．
（2）用异丙醇代替水洗涤产品的好处是
 

（3）最近，工业上又用铁的氧化物代替铁丝网制备高铁酸盐，其优点是原料更价廉易得且可提高电能的使用效率．则用Fe203作阳极的电极反应式为
 
；若通过相同的电流，分别用铁丝网、Fe2O3作阳极制得的高铁酸钾的质量之比为
 
．
（4）若用一表面附有Fe3O4的铁丝网20.0g作阳极电解，当通过1.4mol电子时，铁丝网恰好电解完全．试计算此时生成高铁酸钾的质量．
 
．
考点：电解原理,铁的氧化物和氢氧化物
专题：电化学专题,几种重要的金属及其化合物
分析：（1）高铁酸钾中铁元素在+6价易得到电子表现氧化性；
（2）异丙醇代替水洗涤减少产品损耗易挥发；
（3）用Fe203作阳极失电子生成FeO42-，依据电子守恒和电解原理写出电极反应；依据铁做阳极生成高铁酸根离子的电极反应计算得到；
解答： 解：（1）高铁酸钾具有强氧化性的原因是高铁酸钾中铁元素化合价为+6价，高价态易得到电子表现氧化性；
故答案为：其中的Fe元素为+6价，易得电子；
（2）用异丙醇代替水洗涤产品，避免产品溶解损失，同时异丙醇易挥发，易于干燥；
故答案为：减少洗涤时产品的损失且产品易干燥；
（3）用Fe203作阳极的电极反应式，依据元素化合价变化和电荷守恒，结合电解质溶液是碱性溶液，写出电极反应为Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O；分别用铁丝网、Fe2O3作阳极制得的高铁酸钾，电极反应为：Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O，Fe+8OH--6e-=4H2O+FeO42-，高铁酸根离子物质的量为1：2，所以高铁酸根离子的质量之比为1：2；
故答案为：Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O，1：2；
（4）n（Fe3O4）×232 g?mol-1+n（Fe）×56 g?mol-1=20 g
n（Fe3O4）×10+n（Fe）×6=1.4 
解得：n（Fe3O4）=0.05 mol，n（Fe）=0.15 mol  
n（K2FeO4）=0.05 mol×3+0.15 mol=0.30 mol
m（K2FeO4）=0.30 mol×198 g?mol-1=59.4 g；
故答案为：59.4 g
点评：本题考查了电解原理的应用和电子守恒的计算，注意电极反应的书写，题目难度中等．
练习册系列答案
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将0.050mol SO2和0.030mol O2放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），△H=-196.64kJ/mol．
（1）若反应达到平衡后，c（SO3）=0.040mol/L，则该反应的平衡常数K=
 
，平衡时SO2的转化率为
 
，反应放出的热量为
 
．
（2）若反应达到平衡后，降低温度，则该反应的平衡常数
 
，SO2的转化率
 
，正反应速度
 
（以上均填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）600℃时，SO2与O2在密闭容器内反应的过程中SO2、O2和SO3的物质的量随时间的变化如图所示：据图回答：
①反应处于平衡状态的时间是
 
．
②反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是
 
（用文字表达）．
③10min到15min的曲线变化的原因可能是
 
（填写编号）．
a．加了催化剂b．缩小容器体积c．降低温度d．增加SO3的物质的量．
设反应①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）平衡常数K1；反应②Fe（s）+H2O（g）?FeO+H2（g）平衡常数为K2．测得在不同温度下，K1、K2值如下：
温度/°C K1 K2
500 1.00 3.15
700 1.47 2.26
900 2.40 1.60
（1）若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2mol?L-1，CO2转化率为
 
．
（2）900℃进行反应③H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g），其平衡常数K3为
 

（3）反应②的焓变△H
 
0（填大于、小于、等于）．
（4）700℃反应②达到平衡，使得该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有
 
（填序号）
A．缩小反应器体积    B．加入水蒸气     C升高温度到900℃D．使用合适的催化剂
（5）如图图象符合反应①的是
 
 （填序号）（图中v是速率、φ为混合其中CO含量，T为温度）
在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO+H2O（g）?CO 2+H2．其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T（℃） 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的逆反应为
 
（填吸或放）热反应．
（2）判断该反应到达平衡的依据是
 
（填字母代号）
A、容器内压强不变          B、混合气体中c（CO）不变
C、v 正（H2）=v逆（H2O）   D、c（CO）═c（CO2）
E、K值不变                F、c（CO）/c（H2O）不变
（3）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在T1℃时发生反应．
①CO和H2O的浓度变化如图所示，则在0～4min时正反应的平均反应速率为v（CO）=
 
．

②此反应的温度
 
（填大于、小于或等于）830℃．
③图中6min～7min之间浓度发生变化的原因可能是：
 
．
A、只充入水蒸气   B、只降低温度  C、只使用催化剂  D、只充入惰性气体 E、增大压强   F、只充入CO2
（4）830℃时，起始浓度c（CO）=a mol/L，c（H2O）=b mol/L，平衡时c（H2）=c mol/L．
则：①a、b、c 之间的关系是
 
．②当a=b时，a=
 
c．
常温下，用0.1mol/L CH3COOH溶液滴定20mL O.1mol/L NaOH溶液的滴定曲线如图所示，则在混合后的溶液中下列粒子浓度的关系式干不正确的是（忽略溶液混合时体积变化）（　　）
A、pH=8时：c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
B、a点时：c（OH-）=c（H+）+c（CH3COO-）+c（CH3COOH）
C、PH=7时：c（CH3COO-）+c（H+）=c（Na+）+c（OH-）
D、b点时：c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=0.05mol/L
（1）已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
请回答：①写出常温下，固体单质C与气体O2反应生成CO气体的热化学方程式
 
，
②若24gC单质与一定量的O2充分反应后，放出了362.5kJ热量，则所得各产物的物质的量之比为
 
．
（2）合成氨在工农业生产与生活中有着重要作用．请根据下列要求回答问题：
①如图是N2与H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图，请写出该反应的热化学反应方程式
 
．根据反应特点，在反应过程中不再添加任何反应物前提下，若要进一步提高氮气的转化率，可采用
 
方法．
②某温度下，将2mol N2与6mol H2的混合气体通入体积为2L的密闭容器中充分反应，平衡时生成物的体积分数为
1
3
，则该反应的平衡常数为
 
．若在该平衡混合气中再充入1molN2与1mol NH3，平衡
 
移动（填“不”、“向正反应方向”或“向逆反应方向”）．
③工业合成氨需要的反应条件高且产量低，有化学家采用高质子导电性陶瓷（仅能传递H+）实现电化学合成，从而大大提高了氮气与氢气的转化率．则N2与H2在电化学合成氨过程中，正极反应式为
 
．
④工业废气中的氮氧化物常用氨气处理使其转化为无毒的N2，现有NO与NO2混合气体3.0L与3.4L（同温同压下）NH3反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中NO与NO2的体积比为
 
．
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0KJ?mol-1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5KJ?mol-1
则△H=
 
KJ?mol-1．
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=
 
，温度升高后，K值
 
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．
Fe2O3 CO Fe CO2
甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0
乙/mol 1.0 2.0 1.0 1.0
①甲容器中CO的平衡转化率为
 
．
②下列说法正确的是
 
（填字母）．
A．当容器内气体密度恒定，表明反应达到平衡状态
B．甲容器中CO的平衡时的速率小于乙容器中CO平衡时的速率
C．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为3：2
D．增加Fe2O3的量可以提高CO的转化率
（4）汽车尾气是城市空气污染的一个重要因素，一种CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在高温熔融状态下能传导O2-（过程中无气体产生），则负极的反应式为
 
．
完成下列各题：
（1）请写出2个与离子方程式对应的化学方程式〔必须是三种不同类别的物质（酸、碱、盐）之间的反应〕：
“Ag++Cl-═AgCl↓”①
 
；②
 
．
“H++OH-=H2O”③
 
；④
 
．
（2）在淀粉KI溶液中加入少量FeCl3溶液，溶液即变蓝色，写出该反应的离子方程式：
 
．在上述蓝色溶液中通入足量的SO2气体，蓝色逐渐消失，写出该反应的离子方程式：
 
．
（3）某原电池构造如图所示．写出其总反应方程式
 

（4）工业上生产MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液．阳极的电极反应式是
 
．若电解电路中通过4mol电子，MnO2的理论产量为
 
．（可能用到的相对原子质量：H-1，O-16，S-32，Mn-55）
设NA代表阿伏加德罗常数的值，则下列叙述正确的是（　　）
A、1 mol NaHSO4晶体中含有的离子总数为3NA
B、常温下，0.1mol/L Na2C03溶液中C032-的数目一定小于0.1NA
C、标准状况下，2.24LCH3Cl中含有的共用电子对数为O.4NA
D、用石墨作电极电解CuSO4溶液，当阳极产生2.24L标准状况下的气体时，流经溶液的电子数为0.4NA

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