题目内容
(14分)碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途。
(1)真空碳热还原—氧化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(
s)═3AlCl(g)+3CO(g) △H=akJ·mol-1
3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g) △H=bkJ·mol-1
反应Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H=_________kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加
入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
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0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)= ,T1℃时,该反应的平衡常数K=
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。
a.通入一定量的NO
b.通入一定量的N2
c.适当升高反应体系的温度
d.加入合适的催化剂
e.适当缩小容器的体积
③在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
a.单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)
b.反应体系的压强不再
发生改变
c.混合气体的密度保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前30min的反应条件不变,起始时NO的浓度为2.50mol/L,则反应达平衡时c(NO)=_________mol/L。NO的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
甲、乙两组同学利用如下两反应(K为25℃时的平衡常数)设计成原电池(装置如图)。
① AsO43—+2I-+2H+
AsO33-+I2+H2O K1=14.2
② 2Fe3++2I-
2Fe2++I2 K2=1.1×108
左池溶液都相同(KI-I2溶液),右池溶液不同:甲组为Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液,乙组为FeCl3和FeCl2的混合溶液。
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当电流表指针指向零点后再改变右池的条件,改变的条件及电流表指针偏转情况记录如下:
操作 | 电流表指针偏转情况 | |
甲组 | 若滴加浓盐酸 | 偏向左方 |
若滴加浓NaOH溶液 | 偏向右方 | |
乙组 | 若滴加浓FeCl2溶液 | 不偏转 |
若滴加浓FeCl3溶液 | 偏向左方 |
则下列叙述错误的是( )
A.同温同浓度时,氧化性:Fe3+>AsO43—
B.与反应②比较,反应①平衡常数小,可逆程度大
C.左池中滴加淀粉溶液变蓝色,再加入足量FeCl2固体,蓝色会褪去
D.甲组在右池加入浓NaOH溶液,此时石墨Ⅱ为负极,AsO33—被氧化
氯
化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
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(1)由FeCl3· 6H2O晶体制备无水FeCl3应采取的措施是: 。
(2)六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
溶解度(g/100gH2O) | 74.4 | 81.9 | 91.8 | 106.8 | 315.1 | 525.8 | 535.7 |
从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)常温下,若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀,pH=4时,溶液中c(Fe3+)= mol·L-1。(常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。
(4)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取2.300g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸, 再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入某一指示剂并用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定用去12.50mL。
已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
① 写出加入稍过量的KI溶液反应的离子方程式: 。
② 求样品中氯化铁的质量分数(写出计算过程)