高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)在能源、环保等方面有着广泛的用途。)高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物 |
| 湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液 |
(1) 干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH
2K2FeO4+3KNO2+2H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂。请完成FeO42-与水反应的方程式:4FeO42-+10H2O
4Fe(OH)3+8OH-+( )
(3)K2FeO4在处理水的过程中能消毒杀菌是因为① ,
它能净水的原因是② 。
(4) 工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
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①反应I的化学方程式为 。
②反应II的离子方程式为 。
③加入饱和KOH溶液的目的是 。
进入2013年以来,我国中东部地区多次遭遇大范围、长时间的雾霾天气。车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
(1)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
|
T/℃ n/mol | 活性炭 | NO | E | F |
| 初始 | 2.030 | 0.10 | 0 | 0 |
| T1 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| T2 | 2.005 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
①结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式 。
②上述反应T1℃时的平衡常数K1= 。
③根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。
a.T1>T2 b.T1<T2 c.无法比较
(2)车辆排放的氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应:
2CO+2NO N2+2CO2 在一体积为1L的密闭容积中,加入0.40mol的CO和0.40mol的NO ,反应中N2的物质的量浓度的变化情况如图所示,回答下列问题。
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①计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)= 。
②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时N2的浓度约为
0.25 mol/L)。请在上图中画出第5分钟末到此平衡时N2浓度的变化曲线。
(3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,在一定条件下,用CH4还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
写出CH4还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放目的。通过人工光合作用,以CO2和H2O为原
料可以制备HCOOH和O2,计算标况下每回收1.0m3 CO2转移的电子数为 个。
③常温下,0.1mol/L的HCOONa溶液的pH为10,则HCOOH的电离常数Ka = 。