Question

一定條件下鐵可以和CO₂發(fā)生反應：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知該反應的平衡常數(shù)（K）與溫度（T）的關(guān)系如圖甲：

（1）該反應的平衡常數(shù)表達式K=

 

．
（2）一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO₂氣體，反應過程中CO₂氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖乙所示．
8分鐘內(nèi)，CO的平均反應速率v（CO）=

 

mol/（L?min）．
（3）下列措施中能使平衡時c（CO）/c（CO₂）增大的是

 

（填序號）．
A．升高溫度                  B．增大壓強
C．充入一定量CO             D．再加入一些鐵粉
（4）鐵的重要化合物高鐵酸鈉是一種新型飲用水消毒劑，具有氧化能力強、安全性好等優(yōu)點．
①高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之一是電解法，其原理為Fe+2NaOH+2H₂O

電解

Na₂FeO₄+3H₂↑，則電解時陽極的電極反應式是

 

．
②高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之二是在強堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化納和水，該反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中各物質(zhì)狀態(tài)及平衡常數(shù)表達式寫出該反應的平衡常數(shù)表達式K；
（2）根據(jù)v=

△c

△t

計算8分鐘內(nèi)，CO的平均反應速率v（CO）；
（3）根據(jù)反應前后氣體的計量數(shù)之和關(guān)系以及壓強對平衡移動的影響分析；
（4）①陽極發(fā)生氧化反應，根據(jù)反應物和生成物書寫電極反應式；
②根據(jù)氧化還原反應中電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒可知另外的化合物含有H元素，應為水，據(jù)此寫出離子方程式．

解答：解：（1）反應Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中，鐵和氧化亞鐵為固體，不影響平衡的移動，所以該反應的平衡常數(shù)表達式為K=

c(CO)

c(CO2)

，
故答案為：

c(CO)

c(CO2)

；
（2）根據(jù)圖乙可知，8分鐘內(nèi)一氧化碳的濃度變化為0.5mol/L，所以CO的平均反應速率v（CO）=

0.5mol/L

8min

=0.0625mol/（L?min），
故答案為：0.0625；
（3）A．該反應正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應進行，c（CO）增大c（CO₂）減小，所以 c（CO）/c（CO₂）的值增大，故A正確；
B．該反應反應前后氣體的體積不變，增大壓強平衡不移動，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故B錯誤；
C．恒溫恒容，充入一定量氮氣，c（CO）、c（CO₂）不變，平衡不移動，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故C錯誤；
D．鐵粉為固體，濃度為定值，增加鐵粉的用量，不影響平衡，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故D錯誤；
故答案為：A；
（4）①電解時Fe作陽極，失去電子生成FeO₄^2-，則電極反應式應為Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O；
②強堿性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉和另一種常見化合物，根據(jù)電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒可知另一種常見化合物含有H元素，應為水，離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點評：本題綜合性較大，涉及反應速率、平衡影響因素、氧化還原反應、讀圖提取信息等，題目難度中等，試題側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．