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铁在生产生活中应用最广泛,炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。 (1)高炉炼铁是...

铁在生产生活中应用最广泛,炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。

(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应有:

反应

△H(kJ/mol)

K

i. Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g)

+489

K1

ii. Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)

X

K2

iii. C(s)+CO2(g) 2CO(g)

+172

K3

 

试计算,X=_____,K1、K2与K3之间的关系为____________

(2)T1℃时,向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C,发生反应i,反应达到平衡后,在t1时刻,改变某条件,V(逆)随时间(t)的变化关系如图1所示,则t1时刻改变的条件可能是_____(填写字母)。

a.保持温度不变,压缩容器            b.保持体积不变,升高温度

c.保持体积不变,加少量碳粉          d.保持体积不变,增大CO浓度

(3)在一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(p)加入1molCO2 与足量的碳,发生反应ⅲ,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2 所示。

①650℃时,该反应达平衡后吸收的热量是______。(计算时不考虑温度对△H的影响)

②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO2):V(CO) =5:4的混合气体,平衡_____(填“ 正向”、“ 逆向”或“ 不” )移动。

③925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp_____。[气体分压(p)=气体总压(p) ×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数,记作Kp]

(4)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯、AsO3-,其原理如图3所示( 导电壳内部为纳米零价铁)

在除污过程中,纳米零价铁中的Fe为原电池的______极 (填“正"或“负”),写出C2HCl3在其表面被还原为乙烷的电极反应式为_____________

 

-27 K3= ad 43kJ 正向 23.04P总 负 C2HCl3 +5H++8e-=C2H6 +3C1- 【解析】(1). 已知 ① Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g) △H=+489kJ/mol,② C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H=+172kJ/mol,根据盖斯定律可知,①-②×3得Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=-27kJ/mol,由上述计算过程可知:K3=,故答案为:-27;K3=; (2). T1℃时,向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C,发生反应Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g),反应达到平衡后,在t1时刻,改变某条件,V(逆)突然增大,但重新达到平衡后与原平衡相同,说明温度不变,平衡常数K=c(CO)不变,则t1时刻改变的条件可以是压缩容器的体积或增大CO的浓度,故答案为:ad; (3). ①. 由图2可知,650℃时,反应达到平衡后,CO的体积分数为40%,根据化学平衡“三段式”法有: C(s)+CO2(g) 2CO(g) 起始(mol) 1 0 转化(mol) x 2x 平衡(mol) 1-x 2x 则×100%=40%,解得x=0.25mol,由C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H=+172kJ/mol可知,该反应达平衡后吸收的热量是:0.25mol×172kJ/mol=43kJ,故答案为:43kJ; ②. T℃时,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO2):V(CO) =5:4的混合气体,因原平衡时V(CO2):V(CO) =1:1,则V(CO2):V(CO) =5:4大于原平衡状态下的V(CO2):V(CO) =1:1,平衡正向移动,故答案为:正向; ③. 925℃时,CO的体积分数为96%,则CO2的体积分数为4%,所以用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp==23.04P总,故答案为:23.04P总; (4). 由图3可知,纳米零价铁中Fe失电子作负极,C2HCl3在其表面被还原为乙烷,根据电荷守恒和原子守恒,该电极反应式为:C2HCl3 +5H++8e-=C2H6 +3C1-,故答案为:负;C2HCl3 +5H++8e-=C2H6 +3C1-。  
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考点分析:
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二草酸合铜(II)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}(其相对式量为354),是一种工业用化工原料。微溶于冷水,可溶于热水,微溶于酒精,干燥时较为稳定,加热时易分解。现以胆矾和草酸为原料制备二草酸合铜( II)酸钾晶体流程如下:

(已知:H2C2O4CO↑CO2↑+H2O)

请回答:

(1)第①步操作要微热溶解,其原因是加快溶解速率和________

(2)为了将滤纸上的黑色固体充分转移到热的KHC2O4溶液中,以下操作方案中最合理的是______

A.用水溶解滤纸上的黑色固体,然后将溶液转入热的KHC2O4溶液中

B.用硫酸溶液溶解滤纸上的氧化铜,然后转入热的KHC2O4溶液中

C.黑色固体连同滤纸一起加入到热的KHC204溶液中,待充分反应后趁热过滤

D.先将黑色固体转入溶液中,再在空气中灼烧滤纸,将剩余的固体转入热的KHC2O4溶液中

(3)50℃水浴加热至反应充分,写出该反应的化学方程式___________

(4)步骤③所用的洗涤剂最合适的是_______

(5)二草酸合铜(II)酸钾晶体的制备也可以用CuSO4晶体和K2C2O4溶液反应得到。从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为:加入适量乙醇、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

①加入适量乙醇的优点有:

a.缩短加热的时间,降低能耗;b.________

②在蒸发浓缩的初始阶段可通过_______(填操作名称)回收乙醇。

(6)准确称取制取的晶体试样l.000g溶于NH3·H2O中,并加水定容至250mL,取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入l0mL 3.000mol/LH2SO4溶液,用0.01000mol/LKMnO4溶液滴定,消耗KMnO4标准液20.00mL,则该产品的纯度是_______

 

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常温下,在新制氯水中滴加NaOH溶液,溶液中水电离出的c(H+)与NaOH溶液的体积之间的关系如图所示,下列推断正确的是

A.用pH试纸测定E点对应溶液,其pH = 3

B.H、F点对应溶液中都存在:c(Na+) = c(Cl-) + c(ClO-)

C.G 点对应溶液中:c(Na+) >c(Cl-) >c(ClO-)>c(OH-) >c(H+)

D.常温下加水稀释H点对应溶液,溶液的pH增大

 

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已知高能锂离子电池的总反应式为2Li+FeS=Fe+Li2S,LiPF6·SO(CH3)2为电解质,用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法错误的是

A.电极Y应为Li

B.X极反应式为FeS+2Li++2e=Fe+Li2S

C.电解过程中,bNaCl溶液的物质的量浓度将不断减小

D.若将图中阳离子膜去掉,将a、b两室合并,则电解反应总方程式发生改变

 

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如表实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是

选项

实验

现象

结论

A

向装有石灰石的简易启普发生器中加入浓醋酸,将产生的气体通入苯酚钠溶液中

苯酚钠溶液产生浑浊

酸性:醋酸>碳酸>苯酚

B

KIFeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡、静置

下层溶液显紫红色

氧化性:Fe3>I2

C

10 mL 0.2 mol·L1NaOH溶液中滴入20.1 mol·L1MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加20.1 mol·L1FeCl3溶液

白色沉淀转化为红褐色沉淀

相同温度下的KspMg(OH)2>KspFe(OH)3

D

室温下,用pH试纸分别测定浓度为0.1 mol·L1NaClO溶液和0.1 mol·L1CH3COONa溶液的pH

CH3COONa溶液的pH试纸颜色深

酸性:HClO>CH3COOH

 

 

A. A B. B C. C D. D

 

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XYZW为原子序数递增的四种短周期元素,其中Z为金属元素,XW为同一主族元素。XZW分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系,下列判断错误的是(   )

A.反应③可用于工业上制取W的单质

B.X位于元素周期表第二周期ⅣA

C.非金属性:X>W

D.工业上通过电解乙来制取Z的单质

 

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