Question

鐵及其化合物均為重要化合物．回答下列問(wèn)題
（1）工業(yè)煉鐵的主要原理為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
在T℃、2L恒容密閉容器甲和乙中，分別按下表所示加入物質(zhì)，反應(yīng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到平衡．

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/m01	1.0	1.5	1.0	1.0

①若平衡后，再通入一定量的N₂，則CO的轉(zhuǎn)化率將

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）
②若甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
③下列說(shuō)法正確的是

 

（填編號(hào)）．
A．若容器壓強(qiáng)恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)   B．若容器內(nèi)氣體密度恒定，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C．甲、乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率相等    D．增加Fe₂O₃就能提高CO的轉(zhuǎn)化率
（2）愛(ài)迪生蓄電池的反應(yīng)式為：Fe+NiO₂+2H₂O

放電

充電

Fe（OH）₂+Ni（OH）₂；高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型凈水劑．用如圖裝置可以制取少量高鐵酸鉀．
①此裝置中愛(ài)迪生蓄電池的負(fù)極是

 

（填“a”或“b”），寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式

 

．
②當(dāng)生成19.8g的Ka₂FeO₄時(shí)，隔膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m_右一△m_左）為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）①在T℃時(shí)，恒容密閉容器，再通入一定量的N₂，雖然壓強(qiáng)增大了，但反應(yīng)物和生成物的濃度都沒(méi)有變化，所以平衡不移動(dòng)；
②若甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則T℃時(shí)，依據(jù)平衡三段式結(jié)合平衡常數(shù)的表達(dá)式列式計(jì)算；
③A．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，說(shuō)明壓強(qiáng)也一直不變，若容器壓強(qiáng)恒定，不能標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，體積不變，若容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí)，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡雖然向正方向移動(dòng)，但由于只增加一氧化碳的量，所以一氧化碳的轉(zhuǎn)化率仍然變低，故甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率不等于乙的轉(zhuǎn)化率；
D．固體量增加不影響化學(xué)平衡，增加Fe₂O₃不能提高CO的轉(zhuǎn)化率；
（2）①放電時(shí)，鐵棒作負(fù)極，碳棒作正極，據(jù)此判斷a的電極；鐵失電子和氫氧根離子生成高鐵酸根離子和水；
②當(dāng)生成19.8g的K₂FeO₄即0.1mol時(shí)，再根據(jù)陽(yáng)極電極反應(yīng)式可知轉(zhuǎn)移電子為0.6mol，陰極（陰極反應(yīng)為H₂O得電子還原為H₂和OH^-）消耗0.6mol水，產(chǎn)生0.6molOH^-進(jìn)入陽(yáng)極室，陰極室質(zhì)量減少0.6×18g；陽(yáng)極室中增加0.1molFe（5.6g），同時(shí)有O.6molOH^-（5.4g）進(jìn)入陽(yáng)極室．

解答： 解：（1）①在T℃時(shí)，恒容密閉容器，再通入一定量的N₂，雖然壓強(qiáng)增大了，但反應(yīng)物和生成物的濃度都沒(méi)有變化，所以平衡不移動(dòng)，所以CO的轉(zhuǎn)化率將不變，
故答案：不變；
②若甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則T℃時(shí)，
            Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
起始量（mol） 1         1         1         1
變化量（mol）           0.6                0.6
平衡量（mol）           0.4                1.6
K=

c 3(CO2)

c 3(CO)

=

(1.6mol/2L) 3

(0.4mol/2L)3

=64，
故答案為：64；
③A．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，說(shuō)明壓強(qiáng)也一直不變，若容器壓強(qiáng)恒定，不能標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，體積不變，若容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí)，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡雖然向正方向移動(dòng)，但由于只增加一氧化碳的量，所以一氧化碳的轉(zhuǎn)化率仍然變低，故甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率不等于乙的轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；
D．固體量增加不影響化學(xué)平衡，增加Fe₂O₃不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）①放電時(shí)，鐵作負(fù)極，碳棒作正極，所以放電時(shí)a是負(fù)極，b是正極；陽(yáng)極上鐵失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水，離子方程式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案為：a；Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
②當(dāng)生成19.8g的K₂FeO₄即0.1mol時(shí)，再根據(jù)陽(yáng)極電極反應(yīng)式可知轉(zhuǎn)移電子為0.6mol，陰極（陰極反應(yīng)為H₂O得電子還原為H₂和OH^-）消耗0.6mol水，產(chǎn)生0.6molOH^-進(jìn)入陽(yáng)極室，陰極室質(zhì)量減少0.6×18g=10.8g；陽(yáng)極室中增加0.1molFe（5.6g），同時(shí)有O.6molOH^-（10.2g）進(jìn)入陽(yáng)極室，因此陽(yáng)極室質(zhì)量增加5.6g+10.2g=15.8g，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m右-△m左）=15.8g-10.8g=5.0g，
故答案為：5.0．

點(diǎn)評(píng)：本題考查平衡常數(shù)的計(jì)算、平衡移動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)還以安迪生電池為載體考查了原電池原電池和電解池原理，難度不大，明確高鐵酸鈉能作為一種新型凈水劑的原理．