Question

鐵及其化合物均為重要化合物．回答下列問題
（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)，反應經(jīng)過一段時間后達到平衡．

	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，該反應的平衡常數(shù)K=

 

．
③下列說法正確的是

 

（填編號）．
A．若容器壓強恒定，反應達到平衡狀態(tài)   B．若容器內(nèi)氣體密度恒定，反應達到平衡狀態(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）愛迪生蓄電池的反應式為：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此裝置中愛迪生蓄電池的負極是

 

（填“a”或“b”），寫出陽極的電極反應式

 

．
②當生成19.8g的Ka₂FeO₄時，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：化學平衡的計算,原電池和電解池的工作原理,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題,電化學專題

分析：（1）①在T℃時，恒容密閉容器，再通入一定量的N₂，雖然壓強增大了，但反應物和生成物的濃度都沒有變化，所以平衡不移動；
②若甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則T℃時，依據(jù)平衡三段式結(jié)合平衡常數(shù)的表達式列式計算；
③A．反應前后氣體物質(zhì)的量不變，說明壓強也一直不變，若容器壓強恒定，不能標志反應達到平衡狀態(tài)；
B．反應前后氣體質(zhì)量變化，體積不變，若容器內(nèi)氣體密度恒定時，標志反應達到平衡狀態(tài)；
C．乙容器中一氧化碳增加，平衡雖然向正方向移動，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平衡，增加Fe₂O₃不能提高CO的轉(zhuǎn)化率；
（2）①放電時，鐵棒作負極，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當生成19.8g的K₂FeO₄即0.1mol時，再根據(jù)陽極電極反應式可知轉(zhuǎn)移電子為0.6mol，陰極（陰極反應為H₂O得電子還原為H₂和OH^-）消耗0.6mol水，產(chǎn)生0.6molOH^-進入陽極室，陰極室質(zhì)量減少0.6×18g；陽極室中增加0.1molFe（5.6g），同時有O.6molOH^-（5.4g）進入陽極室．

解答： 解：（1）①在T℃時，恒容密閉容器，再通入一定量的N₂，雖然壓強增大了，但反應物和生成物的濃度都沒有變化，所以平衡不移動，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，
            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．反應前后氣體物質(zhì)的量不變，說明壓強也一直不變，若容器壓強恒定，不能標志反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．反應前后氣體質(zhì)量變化，體積不變，若容器內(nèi)氣體密度恒定時，標志反應達到平衡狀態(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，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錯誤；
D．固體量增加不影響化學平衡，增加Fe₂O₃不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，故D錯誤；
故答案為：B；
（2）①放電時，鐵作負極，碳棒作正極，所以放電時a是負極，b是正極；陽極上鐵失電子和氫氧根離子反應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當生成19.8g的K₂FeO₄即0.1mol時，再根據(jù)陽極電極反應式可知轉(zhuǎn)移電子為0.6mol，陰極（陰極反應為H₂O得電子還原為H₂和OH^-）消耗0.6mol水，產(chǎn)生0.6molOH^-進入陽極室，陰極室質(zhì)量減少0.6×18g=10.8g；陽極室中增加0.1molFe（5.6g），同時有O.6molOH^-（10.2g）進入陽極室，因此陽極室質(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．

點評：本題考查平衡常數(shù)的計算、平衡移動等知識點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．