Question

I．根据下表所示化学反应与数据关系，回答下列问题：

化学反应	平衡常数	温度
973 K	1173 K
①Fe(s)＋CO2(g)⇌FeO(s)＋CO(g)	K1	1.50	2.15
②Fe(s)＋H2O(g)⇌FeO(s)＋H2(g)	K2	2.40	1.67
③CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)	K3	？	？

(1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)在973K时，K₃=_________。

(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有______(填写字母序号)。

A．缩小反应容器的容积      B．扩大反应容器的容积              C．升高温度

D．使用合适的催化剂        E．设法减小平衡体系中的CO浓度

Ⅱ．无机和有机氰化物在工农业生产中应用广泛，尤其是冶金工业常用的氰化物，含氰废水的处理显得尤为重要。含氰废水中的氰化物常以[Fe(CN)₆]^3-和CN^－的形式存在,工业上有多种废水处理方法。

(1)电解处理法：

用如图所示装置处理含CN^－废水时，控制溶液pH为9~10并加入NaCl，一定条件下电解，阳极产生的ClO^－将CN^－氧化为无害物质而除去。铁电极为__________(填“阴极” 或“阳极”)，阳极产生ClO^－的电极反应为__________________________，阳极产生的ClO^－将CN^-氧化为无害物质而除去的离子方程式为__________________________。

(2)UV(紫外光线的简称)—H₂O₂氧化法。

实验过程：取一定量含氰废水，调节pH，加入一定物质的量的H₂O₂，置于UV工艺装置中，

光照一定时间后取样分析。

【查阅资料】

①在强碱性溶液中4[Fe(CN)₆]^3－+4OH^－===4[Fe(CN)₆]^4－+O₂↑+2H₂O，[Fe(CN)₆]^4－更稳定；

②[Fe(CN)₆]^3－转化为CN^－容易被H₂O₂除去；

③HCN是有毒的弱酸，易挥发。

【问题设计】

①请写出HCN的电子式________________。

②含氰废水在不同pH下的除氰效果如图所示，pH选择的最佳范围应为________________（选填编号：．7~10；．10~11；．11~13），解释该pH不宜太大的原因___________________。

Answer

吸热 1.60 CE 阴极 Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O 2CN－+5ClO－＋2OH－＝N2↑＋5Cl－＋2CO32-＋H2O b pH太大溶液中发生[4Fe(CN)6]3－＋4OH－＝4[Fe(CN)6]4－＋O2↑+2H2O，生成更稳定[Fe(CN)6]4－难以除去

【解析】试题本题考查外界条件对化学平衡和化学平衡常数的影响，化学平衡常数的计算，电解原理和电极反应式的书写，图像的分析。

I.（1）反应①升高温度，K1增大，升高温度平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，反应①是吸热反应。

（2）根据化学平衡常数的概念写出平衡常数表达式，K1=c（CO）/c（CO2），K2=c（H2）/c（H2O），K3==K2/K1，973K时K3==1.60。

（3）A，缩小反应容器的容积，增大压强，反应③的平衡不移动；B，扩大反应容器的容积，减小压强，反应③的平衡不移动；C，1173K时K3==0.781.60，升高温度反应③的K3减小，平衡向逆反应方向移动；D，使用合适的催化剂，能加快反应速率缩短达到平衡的时间，不能使化学平衡发生移动；E，设法减小平衡体系中CO浓度，平衡向逆反应方向移动；能使反应③的平衡向逆反应方向移动的措施有C、E，答案选CE。

II.（1）一定条件下电解加入NaCl的含CN-废水时阳极产生ClO-，则阳极为惰性电极，石墨电极为阳极，铁电极为阴极。阳极Cl-失去电子被氧化成ClO-，阳极电极反应为Cl--2e-+2OH-=ClO-+H2O。ClO-将CN-氧化为无害物质，在碱性溶液中CN-被氧化成CO32-和N2，ClO-被还原成Cl-，反应的离子方程式为5ClO-+2CN-+2OH-=5Cl-+2CO32-+N2↑+H2O。

（2）①HCN的电子式为。

②根据图像，pH=7和pH=13总氰去除率低；pH=10和pH=11总氰去除率高；pH选择的最佳范围应为10~11，答案选b。根据资料，[Fe（CN）6]3－转化为CN-容易被H2O2除去，pH太大溶液中发生反应：[Fe（CN）6]3－＋4OH-=4[Fe（CN）6]4－＋O2↑+2H2O，生成更稳定[Fe（CN）6]4－难以转化为CN-而除去。