Question

【题目】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___（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）____。

（2）已知：①4Fe(s) + 3O2=2Fe2O3(s) ΔH1

②4Fe3O4(s)+O2(g)=6Fe2O3(s) ΔH2

③3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH3

则ΔH2＝___（用含上述ΔH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___（填H2SO4、HNO3、KOH、NaOH、Na2SO4）溶液，阳极反应式为___。

（4）某温度下，HX的电离平衡常数K=1×10-5。则该温度下0.100mol/L的HX溶液中c(H＋)=___（平衡时HX的浓度以0.100mol/L计，水的电离忽略不计。）

Answer 1

【答案】CO Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) 3ΔH1－4ΔH3 NaOH Fe－6e－+ 8OH－= FeO42－+ 4H2O 1×10－3mol·L-1

【解析】

（1）高炉炼铁，原料是铁矿和焦炭，先加焦炭，让焦炭转化成CO，然后加入铁矿石，CO还原铁的氧化物，得到铁单质，为了提高氧化铁的利用率，CO一定过量，即尾气中有毒的气体为CO，高炉炼铁的主要反应为4CO＋Fe3O4 4CO2＋3Fe；

答案为CO；4CO＋Fe3O4 4CO2＋3Fe；

（2）根据盖斯定律，②为目标反应方程式，因此有3×①－4×③，即△H2=3△H1－4△H2；

答案为3△H1－4△H2；

（3）因为制备高铁酸钠，根据电解原理，铁作阳极，即有Fe－6e－→FeO42－，电解质不能是酸，因为铁能与酸反应，因此只能选碱为电解质溶液，KOH不能选择，引入杂质K＋，因此电解质溶液为NaOH，根据电荷守恒，有Fe－6e－＋8OH－→FeO42－，根据原子守恒，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O；

答案为NaOH；Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O；

（4）根据电离平衡常数的表达式，即HX的电离平衡常数表达式为K=，HX的电离方程式为HX H＋＋X－，因为忽略水的电离，因此c(H＋)=c(X－)，c(HX)=0.1mol·L－1，电离平衡常数K===1×10－5，解得c(H＋)=1×10－3mol·L－1；

答案为c(H＋)=1×10－3mol·L－1。