Question

鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切．

（1）如圖2是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖這一腐蝕過程中發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是　　（填化學(xué)式）．圖2中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是　　（填字母）．

（2）用廢鐵皮制取鐵紅（Fe₂O₃）的部分流程示意圖如下：（圖1）

步驟 I若溫度過高，將不利于反應(yīng)的進(jìn)行，用適當(dāng)?shù)奈淖趾突瘜W(xué)方程式進(jìn)行解釋：　　．

步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe（NO₃）₂+O₂+（2n+4）H₂O→2Fe₂O₃•nH₂O+8HNO₃，反應(yīng)產(chǎn)生的HNO₃又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是　　（任寫一項(xiàng)）．

（3）已知t℃時(shí)，反應(yīng)FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)為K₁．寫出K₁的表達(dá)式　　．若該反應(yīng)在恒容容器中反應(yīng)時(shí)滿足圖3所示變化，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為　　反應(yīng)（選填“吸熱”或“放熱”）．若在t℃的2L恒溫密閉容器中加入0.02mol FeO（s），并通入一定量CO．若5min后FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，則CO₂的平均反應(yīng)速率為　．

Answer 1

考點(diǎn)：

金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)；化學(xué)平衡建立的過程．
專題：	化學(xué)平衡專題；元素及其化合物．
分析：	（1）①由圖可知，海水溶液為弱酸性，發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣具有強(qiáng)氧化性，充當(dāng)氧化劑，被還原； ②A發(fā)生化學(xué)腐蝕，B發(fā)生電化學(xué)腐蝕，C已經(jīng)腐蝕后有氧化層，D在金屬內(nèi)部； （2）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為Fe2O3•nH2O，最后得到鐵紅， 硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水；產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe（NO3）2，則Fe與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水；氮氧化物為有毒氣體； （3）K=，升高溫度，V正增加的快，； 通入x mol CO，t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡．此時(shí)FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，即反應(yīng)的FeO為0.02mol×50%=0.01mol，則       FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO2（g） 開始   0.02     x       0       0 轉(zhuǎn)化    0.01    0.01   0.01   0.01 平衡            x﹣0.01         0.01 結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算．
解答：	解：（1）由圖可知，海水溶液為弱酸性，則Fe失去電子，正極上O2得到電子，發(fā)生吸氧腐蝕，A發(fā)生化學(xué)腐蝕，B發(fā)生電化學(xué)腐蝕，C已經(jīng)腐蝕后有氧化層，D在金屬內(nèi)部，顯然B中腐蝕速率最快，生成鐵銹最多，故答案為：O2；B； （2）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為Fe2O3•nH2O，最后得到鐵紅；硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水，該反應(yīng)為4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe（NO3）2，則Fe與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水，該反應(yīng)為4Fe+10HNO3═4Fe（NO3）2+NH4NO3+3H2O，由流程可知，上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是減少了有毒的氮氧化物的生成，氮氧化物排放少， 故答案為：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，造成原料浪費(fèi)；4Fe+10HNO3═4Fe（NO3）2+NH4NO3+3H2O；氮氧化物排放少； （3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式得出：平衡常數(shù)K=；升高溫度，V正增加的快，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)； t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡．此時(shí)FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，即反應(yīng)的FeO為0.02mol×50%=0.01mol，則         FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO2（g） 開始    0.02                     0 轉(zhuǎn)化     0.01                   0.01 平衡                            0.01 故v（CO2）==0.001mol/（L•min），故答案為：；吸熱；0.001mol/（L•min）．
點(diǎn)評(píng)：	本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡計(jì)算、電化學(xué)腐蝕及物質(zhì)的制備流程等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析能力及計(jì)算能力的考查，把握化學(xué)反應(yīng)原理及圖象、流程的分析為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．