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7.一溶液中含有Fe3+和Fe2+,它们的浓度都是0.016mol•L-1.要使Fe2+不生成Fe(OH)2沉淀,需控制pH在何范围?Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14

分析 要使Fe2+不生成Fe(OH)2沉淀,应满足c(Fe2+)×c2(OH-)<1.6×10-14,以此可计算c(OH-),进而计算pH.

解答 解:要使Fe2+不生成Fe(OH)2沉淀,应满足c(Fe2+)×c2(OH-)<1.6×10-14,已知c(Fe2+)=0.016mol•L-1,则c(OH-)=$\sqrt{\frac{1.6×1{0}^{-14}}{0.016}}$mol/L=10-6mol/L,pH=8,
答:应控制pH≤8.

点评 本题考查难溶电解质的溶解平衡,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意相关计算公式的运用,难度不大.

练习册系列答案
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12.空气中的污染物主要来源为燃煤、机动车尾气等.因此,CO、SO2、NOx等进行研究具有重要意义.请回答下列问题:
(1)有人设想,用硫SO2-碘循环分解水制氢,主要涉及下列反应:
ⅠSO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ2HI(g)?H2(g)+I2(g)
Ⅲ2H2SO4 (l )?2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)
①一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示.
0-2min内的平均反应速率v(HI)=0.05mol/(L•min),
相同温度下,若向2L密闭容器中开始加入的HI(g)物质的量是原来的2倍,则AB是原来的2倍.(填字母编号)
A.平衡时I2的物质的量        B.HI的平衡浓度
C.达到平衡的时间              D.平衡时H2的体积分数
②反应Ⅲ平衡常数表达式为K=c2(SO2).c(O2).c2(H2O),能说明该反应恒容下达到平衡的标志是BC(填字母)
A. 2v正(SO2)=v逆(O2)               B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变         D.密闭容器中氧气的体积分数不变
③在CuCl2热溶液中通入SO2气体可制备CuCl沉淀,写出该反应的离子方程式2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-
(2)为减少CO、SO2污染的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料.
已知:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
C(s)+$\frac{1}{2}$O2═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ/mol.
②在含硫燃料中加入石灰石,燃煤生成的SO2即可转化为CaSO4.化学方程式为2SO2+2CaCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化
①燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去:2CO(g)=2C(s)+O2(g)
已知该反应的△H>0,简述该设想不能实现的依据:该反应是焓增熵减的反应,所以在任何温度下都不自发.
②已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0
若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol.计算该温度下的平衡常数K=4×10-6
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2+N2
19.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
反应大气固氮
N2(g)+O2(g)?2NO(g)
工业固氮
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
温度/℃27200025400450
K3.84×10-310.15×1080.5070.152
①分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
②从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系р2>р1(填“>”、“<”或“=”).

(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是N2+6e-+6H+=2NH3
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)?4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=+1530 kJ•mol-1
(已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1

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