题目内容
【题目】三氯化铁在印刷、医药、颜料、污水处理以及有机合成催化剂方面有重要的应用。工业上常以废铁屑（含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等杂质）为原料制备氯化铁。其生产流程如图：
已知：氢氧化物的Ksp下表：
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 1.0×10-36 | 1.6×10-14 | 2.0×10-33 | 1.2×10-11 |
请回答下列问题：
（1）物质X最好选用下列物质中的____（选填序号），加入X的目的是_________。
A．KMnO4 B．FeCl3 C．H2O2 D．HNO3
（2）滤液Ⅰ加入NaOH溶液的目的是调节溶液的pH。已知滤液Ⅰ中c(Fe3+)为1.0mol·L-1，c(Al3+)为0.03mol·L-1，当Fe3+沉淀完全时（c(Fe3+)为1×10-5mol·L-1），Al3+是否已经开始沉淀，请通过计算说明______________。
（3）写出滤渣1加NaOH溶液发应的离子方程式_____________________。
（4）滤渣2中加过量盐酸的目的是_____________________________。
（5）FeCl3具有净水作用，但易腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。
①FeCl3净水的原理是________。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）_________。
②FeCl3在溶液中分三步水解：Fe3＋＋H2O
Fe(OH)2＋＋H＋ K1，Fe(OH)2＋＋H2OFe(OH)2+＋H＋ K2，Fe(OH)2+＋H2OFe(OH)3＋H＋ K3，以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是_______。
③通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为xFe3＋＋yH2O
Fex(OH)y(3x-y)+＋yH＋，欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）_____。
a．降温 b．加水稀释 c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是___________。
【答案】C 使Fe2+氧化成Fe3+ Fe3+沉淀完全时，溶液中c3(OH-)＝1.0×10-36/(1×10-5)=1×10-31，
Qsp[Al(OH)3]＝c(Al3+)×c3(OH-)=0.03×1×10-31=3×10-33＞Ksp[Al(OH)3]，所以Al(OH)3已开始沉淀 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 使Fe(OH)3转化为FeCl3，防止Fe3+水解 Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ K1>K2>K3 b、d 调节溶液的pH
【解析】
由流程可知，废铁屑（含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等杂质）溶于盐酸，过滤的得到含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+的滤液；向滤液加入合适的氧化剂，将Fe2+氧化成Fe3+，再加入NaOH溶液调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀，控制溶液的pH防止Mg2+沉淀；过滤，向滤渣中加入过量NaOH溶液，除去沉淀中的氢氧化铝，过滤得到氢氧化铁沉淀；向氢氧化铁沉淀中加入过量盐酸，使氢氧化铁溶解转化为FeCl3溶液，过量的盐酸可以防止Fe3+水解；FeCl3溶液在氯化氢气氛中加热至干得到无水FeCl3。
（1）加入氧化剂X使Fe2+氧化成Fe3+时，最好不引入新的杂质，由于双氧水的还原产物是水，物质X最好选用双氧水，故答案为：C；使Fe2+氧化成Fe3+；
（2）当Fe3+沉淀完全时（c(Fe3+)为1×10-5mol·L-1），溶液中c3(OH-)＝ 1.0×10-36/(1×10-5)=1×10-31，溶液中Qsp[Al(OH)3]＝c(Al3+)×c3(OH-)=0.03×1×10-31=3×10-33＞Ksp[Al(OH)3]，所以Al(OH)3已开始沉淀，故答案为：Fe3+沉淀完全时，溶液中c3(OH-)＝1.0×10-36/(1×10-5)=1×10-31，Qsp[Al(OH)3]＝c(Al3+)×c3(OH-)=0.03×1×10-31=3×10-33＞Ksp[Al(OH)3]，所以Al(OH)3已开始沉淀；
（3）滤渣1中加NaOH溶液的目的是除去滤渣中的两性氢氧化物氢氧化铝，氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O，故答案为：Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O；
（4）滤渣2中加过量盐酸可以使氢氧化铁溶解转化为FeCl3溶液，过量的盐酸可以防止Fe3+水解，故答案为：使Fe(OH)3转化为FeCl3，防止Fe3+水解；
（5）①FeCl3在溶液中水解生成氢氧化铁胶体和盐酸，氢氧化铁胶体具有很大的表面积，能够吸附水中悬浮的杂质，达到净水的目的；FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，Fe3+具有氧化性，能与Fe反应Fe2+生成腐蚀设备，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，故答案为：Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质；2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；
②FeCl3在溶液中分三步水解，以第一步为主，且第一步水解抑制第二步水解，第一、二步水解抑制第三步水解，水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是K1>K2>K3，故答案为：K1>K2>K3；
③由水解离子方程式xFe3＋＋yH2O
Fex(OH)y(3x-y)+＋yH＋可知，欲使平衡正向移动应采用稀释方法，或向溶液中加入能与H＋反应的物质，故选b、d；室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是调节溶液的pH，既要促进水解，又要防止水解完全生成氢氧化铁胶体，故答案为：b、d；调节溶液的pH。
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【题目】已知反应A(g)
B(g) 2C(g)的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.70 | 1.10 | 1.00 | 0.60 | 0.40 |
回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K
____________，
______0(填“﹤”“﹥”或“≒”)
(2)容积固定，判断该反应是否达到平衡的依据为_______(填正确选项前的字母)。
a．气体的密度不随时间改变
b．
(A)不随时间改变
c．混合气体平均相对分子质量不随时间改变
d．压强不随时间改变
(3)1200℃时反应2C(g) 
A(g)B(g)的平衡常数值为____________。
(4)830℃时，向一个10.00L的密闭容器中充入0.40 mol的A和1.60 mol的B，如果反应初始2s内生成C的物质的量为0.40 mol，则2s内A的平均反应速率
(A)=____________
mol·L－1·s－1；2s时(B)= ___________mol·L－1；2s时A的转化率为___________；2s时C的体积分数为_______________。
