Question

（2013?厦门二模）（1）元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，单质被誉为“国防金属”．
①M的原子结构示意图为

．
②以M、Al为电极，KOH溶液为电解质溶液，则负极的电极反应式为

Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-

．
（2）淬火是将金属工件加热到某温度，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺．
①使用水进行淬火，若生成磁性氧化铁，该反应的化学方程式为

3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂

②验证铁用水淬火后的固体产物是否存在+3价的铁，可选用的试剂为

BC

 （填序号）
A．H₂O₂溶液B．铜粉C．稀硫酸D．KMnO₄溶液
（3）高铁酸钾在水中的反应为4Fe

2- 4

+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂
①图1是25℃时K₂FeO₄在不同pH溶液中浓度的变化情况．pH=4.74时，反应从开 始到800min的平均反应速率v（FeO

2- 4

）=

6.9×10^-7mol/L?min

 （保留两位有效数字）．
②图1在800min后，三种溶液中K₂FeO₄的浓度均不再改变．观察图1判断随着pH 变大，此反应的平衡常数

不变

 （填“变大”、“变小”或“不变”）．
③图2在240min后，四种溶液中K₂FeO₄的浓度均不再改变，则上述反应的反应热△H

＞

0（填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

分析：（1）①元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，单质被誉为“国防金属”，推断为镁；
②以Mg、Al为电极，KOH溶液为电解质溶液，则负极为Al；
（2）①水进行淬火是铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
②验证铁用水淬火后的固体产物是否存在+3价的铁，试剂需要用酸溶解固体，且不能把铁氧化，加入铜发生反应产生溶解现象；
（3）①分析图象计算离子的变化浓度，结合化学反应速率概念计算得到；
②平衡常数随温度变化，不随溶液酸碱性，离子浓度变化；
③图象分析可知温度升高，反应的FeO₄^2-浓度增大，平衡正向进行．

解答：解：（1）①元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，单质被誉为“国防金属”，推断为镁，镁原子为12号元素，原子结构示意图为，
故答案为：；
②以Mg、Al为电极，负极的电极反应式为：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-，故答案为：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-；
（2）①使用水进行淬火，若生成磁性氧化铁，反应的化学方程式是铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；
②验证铁用水淬火后的固体产物是否存在+3价的铁，试剂需要用酸溶解固体，且不能把铁氧化，加入铜发生反应产生溶解；
A．H₂O₂溶液能把亚铁离子氧化为铁离子反应，故A不符合；
B．铜粉和铁离子反应，铜粉溶解，故B符合；
C．稀硫酸溶解固体形成溶液，故C符合；
D．KMnO₄溶液具有氧化性把亚铁离子氧化为铁离子干扰检验，故D不符合；
故选BC；
 （3）①图象分析可知pH=4.74时，反应从开 始到800min，消耗FeO₄^2-离子浓度为1.0mol/L-0，45mol/L=0.55mol/L，反应的平均反应速率v（FeO₄^2-）=×

0.55×10-3mol/L

800min

=6.9×10^-7mol/L?min，故答案为：6.9×10^-7mol/L?min；
②平衡常数随温度变化，不随溶液酸碱性，离子浓度变化，随着pH 变大，此反应的平衡常数不变，故答案为：不变；
③图2在240min后，四种溶液中K₂FeO₄的浓度均不再改变，依据图象分析可知随温度升高消耗FeO₄^2-浓度增大，平衡正向进行，温度升高平衡向吸热反应方向进行，故反应 是吸热反应，△H＞0，故答案为：＞．

点评：本题考查了微粒结构，原电池原理的分析判断，电极反应书写方法，图象分析应用，平衡常数、化学反应速率概念的理解应用，题目难度中等．