题目内容
铁及其化合物均为重要化合物．回答下列问题（1）工业炼铁的主要原理为：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
在T℃、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/m01 | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%，则T℃时，该反应的平衡常数K=
③下列说法正确的是
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态 B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲、乙容器中CO的平衡转化率相等 D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
（2）爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO2+2H2O
| 放电 |
| 充电 |
①此装置中爱迪生蓄电池的负极是
②当生成19.8g的Ka2FeO4时，隔膜两侧电解液的质量变化差（△m右一△m左）为
考点：化学平衡的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡状态的判断
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）①在T℃时，恒容密闭容器，再通入一定量的N2，虽然压强增大了，但反应物和生成物的浓度都没有变化，所以平衡不移动；
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%，则T℃时，依据平衡三段式结合平衡常数的表达式列式计算；
③A．反应前后气体物质的量不变，说明压强也一直不变，若容器压强恒定，不能标志反应达到平衡状态；
B．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡虽然向正方向移动，但由于只增加一氧化碳的量，所以一氧化碳的转化率仍然变低，故甲容器中CO的平衡转化率不等于乙的转化率；
D．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率；
（2）①放电时，铁棒作负极，碳棒作正极，据此判断a的电极；铁失电子和氢氧根离子生成高铁酸根离子和水；
②当生成19.8g的K2FeO4即0.1mol时，再根据阳极电极反应式可知转移电子为0.6mol，阴极（阴极反应为H2O得电子还原为H2和OH-）消耗0.6mol水，产生0.6molOH-进入阳极室，阴极室质量减少0.6×18g；阳极室中增加0.1molFe（5.6g），同时有O.6molOH-（5.4g）进入阳极室．
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%，则T℃时，依据平衡三段式结合平衡常数的表达式列式计算；
③A．反应前后气体物质的量不变，说明压强也一直不变，若容器压强恒定，不能标志反应达到平衡状态；
B．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡虽然向正方向移动，但由于只增加一氧化碳的量，所以一氧化碳的转化率仍然变低，故甲容器中CO的平衡转化率不等于乙的转化率；
D．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率；
（2）①放电时，铁棒作负极，碳棒作正极，据此判断a的电极；铁失电子和氢氧根离子生成高铁酸根离子和水；
②当生成19.8g的K2FeO4即0.1mol时，再根据阳极电极反应式可知转移电子为0.6mol，阴极（阴极反应为H2O得电子还原为H2和OH-）消耗0.6mol水，产生0.6molOH-进入阳极室，阴极室质量减少0.6×18g；阳极室中增加0.1molFe（5.6g），同时有O.6molOH-（5.4g）进入阳极室．
解答：
解：（1）①在T℃时，恒容密闭容器，再通入一定量的N2，虽然压强增大了，但反应物和生成物的浓度都没有变化，所以平衡不移动，所以CO的转化率将不变，
故答案：不变；
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%，则T℃时，
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
起始量（mol） 1 1 1 1
变化量（mol） 0.6 0.6
平衡量（mol） 0.4 1.6
K=
=
=64，
故答案为：64；
③A．反应前后气体物质的量不变，说明压强也一直不变，若容器压强恒定，不能标志反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故B正确；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡虽然向正方向移动，但由于只增加一氧化碳的量，所以一氧化碳的转化率仍然变低，故甲容器中CO的平衡转化率不等于乙的转化率，故C错误；
D．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故D错误；
故答案为：B；
（2）①放电时，铁作负极，碳棒作正极，所以放电时a是负极，b是正极；阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，离子方程式为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
故答案为：a；Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
②当生成19.8g的K2FeO4即0.1mol时，再根据阳极电极反应式可知转移电子为0.6mol，阴极（阴极反应为H2O得电子还原为H2和OH-）消耗0.6mol水，产生0.6molOH-进入阳极室，阴极室质量减少0.6×18g=10.8g；阳极室中增加0.1molFe（5.6g），同时有O.6molOH-（10.2g）进入阳极室，因此阳极室质量增加5.6g+10.2g=15.8g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m右-△m左）=15.8g-10.8g=5.0g，
故答案为：5.0．
故答案：不变；
②若甲容器中CO的平衡转化率为60%，则T℃时，
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
起始量（mol） 1 1 1 1
变化量（mol） 0.6 0.6
平衡量（mol） 0.4 1.6
K=
| c 3(CO2) |
| c 3(CO) |
| (1.6mol/2L) 3 |
| (0.4mol/2L)3 |
故答案为：64；
③A．反应前后气体物质的量不变，说明压强也一直不变，若容器压强恒定，不能标志反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故B正确；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡虽然向正方向移动，但由于只增加一氧化碳的量，所以一氧化碳的转化率仍然变低，故甲容器中CO的平衡转化率不等于乙的转化率，故C错误；
D．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故D错误；
故答案为：B；
（2）①放电时，铁作负极，碳棒作正极，所以放电时a是负极，b是正极；阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，离子方程式为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
故答案为：a；Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
②当生成19.8g的K2FeO4即0.1mol时，再根据阳极电极反应式可知转移电子为0.6mol，阴极（阴极反应为H2O得电子还原为H2和OH-）消耗0.6mol水，产生0.6molOH-进入阳极室，阴极室质量减少0.6×18g=10.8g；阳极室中增加0.1molFe（5.6g），同时有O.6molOH-（10.2g）进入阳极室，因此阳极室质量增加5.6g+10.2g=15.8g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m右-△m左）=15.8g-10.8g=5.0g，
故答案为：5.0．
点评：本题考查平衡常数的计算、平衡移动等知识点还以安迪生电池为载体考查了原电池原电池和电解池原理，难度不大，明确高铁酸钠能作为一种新型净水剂的原理．
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