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4.鐵及其化合物與生產、生活關系密切.
(1)如圖甲是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖.
①該電化腐蝕稱為吸氧腐蝕.
②圖中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是B(填字母).
(2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如圖乙:
①步驟I若溫度過高,將導致硝酸分解.硝酸分解的化學方程式為4HNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O.
②步驟II中發(fā)生反應:4Fe(NO32+O2+(2n+4)H2O═2Fe2O3•nH2O+8HNO3,反應產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO32,該反應的化學方程式為4Fe+10HNO3═4Fe(NO32+NH4NO3+3H2O.
③上述生產流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是氮氧化物排放少(任寫一項).
(3)已知t℃時,反應FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25.
①t℃時,反應達到平衡時n(CO):n(CO2)=4:1.
②若在1L密閉容器中加入0.02mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃時反應達到平衡.此時FeO(s)轉化率為50%,則x=0.05.

分析 (1)①由圖可知,海水溶液為弱酸性,發(fā)生吸氧腐蝕;
②中性或弱酸性條件下,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,鐵接觸空氣、水時最終生成氧化鐵;
(2)由流程圖可知,F(xiàn)e與硝酸反應生成硝酸亞鐵,步驟Ⅱ中轉化為Fe2O3•nH2O,最后得到鐵紅,
①硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水;
②應產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO32,則Fe與硝酸反應生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水;
③氮氧化物為有毒氣體;
(3)①K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$,平衡常數(shù)K=0.25,以此計算;
②通入x mol CO,t℃時反應達到平衡.此時FeO(s)轉化率為50%,即反應的FeO為0.02mol×50%=0.01mol,則
     FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
開始:0.02     x         0      0
轉化:0.01    0.01     0.01    0.01
平衡:x-0.01           0.01
結合平衡常數(shù)計算.

解答 解:(1)①海水溶液呈中性,則鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,故答案為:吸氧腐蝕;
②鋼鐵接觸空氣、水時腐蝕生成亞鐵,與空氣接觸部分最終生成鐵銹,只有B符合,故答案為:B;
(2)由流程圖可知,F(xiàn)e與硝酸反應生成硝酸亞鐵,步驟Ⅱ中轉化為Fe2O3•nH2O,最后得到鐵紅,
①硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水,該反應為4HNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O,故答案為:4HNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O;
②產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO32,則Fe與硝酸反應生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水,該反應為4Fe+10HNO3═4Fe(NO32+NH4NO3+3H2O,
故答案為:4Fe+10HNO3═4Fe(NO32+NH4NO3+3H2O;
③由流程可知,上述生產流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是減少了有毒的氮氧化物的生成,氮氧化物排放少,故答案為:氮氧化物排放少;
(3)①K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$,平衡常數(shù)K=0.25,n(CO):n(CO2)=$\frac{1}{0.25}$,即n(CO):n(CO2)=4:1,故答案為:4:1;
②通入x mol CO,t℃時反應達到平衡.此時FeO(s)轉化率為50%,即反應的FeO為0.02mol×50%=0.01mol,則
      FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
開始   0.02    x        0       0
轉化   0.01   0.01     0.01    0.01
平衡         x-0.01            0.01
則K=$\frac{0.01}{x-0.01}$=0.25,解的x=0.05,故答案為:0.05.

點評 本題考查較綜合,涉及化學平衡計算、電化學腐蝕及物質的制備流程等,為高頻考點,側重分析能力及計算能力的考查,把握化學反應原理及圖象、流程的分析為解答的關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
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