Question

【題目】Fe是日常生活中最常用的金屬之一。回答下列問題：

(1)深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌(該還原菌最佳生存環(huán)境在pH為7～8之間)作用下，能被SO42-腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如下圖所示，寫出正極的電極反應(yīng)式___________________。

(2)在1800K時(shí)，2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H=-354.2kJ/mol；3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) H=-550.9kJ/mol則反應(yīng)：2Fe3O4(s)+1/2O2(g) ===3Fe2O3(s)的H為_____ kJ·mol1，四氧化三鐵在充滿氧氣的集氣瓶中反應(yīng)生成Fe2O3_____(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。

(3)Fe3+和I－在水溶液中的反應(yīng)如下：2I－+2Fe3+2Fe2+ +I2(在水溶液中)。

①298K時(shí)，向5mL 0.1molL1 的KI溶液中滴加0.1molL1 FeCl3溶液，得到c(Fe2+)與加入FeCl3 溶液體積關(guān)系如下圖所示：

該溫度下滴加5mL FeCl3溶液時(shí)，Fe3+的平衡轉(zhuǎn)化率=_____%，平衡常數(shù)K=_____，若要提高Fe3+的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________________________。

②在已經(jīng)達(dá)到平衡的上述反應(yīng)體系中，加入苯對I2進(jìn)行萃取，保持溫度不變，反應(yīng)速率_____ (填“增大”、“減小”或“不變”)，此時(shí)υ(正)_____υ(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③υ(正)與Fe3+、I的濃度關(guān)系為υ=kc(I－)mc(Fe3+)n(k為常數(shù))

	c(I)molL1	c(Fe3+)molL1	υ (molL1s1 )
(1)	0.20	0.80	0.032k
(2)	0.60	0.40	0.144k
(3)	0.80	0.20	0.128k

通過分析所給數(shù)據(jù)計(jì)算可知：在υ=kc(I－)mc(Fe3+)n 中，m，n的值為_____(填字母代號)。

A．m=1，n=1　 B．m=2，n=1 　C．m=2，n=2 　D．m=1，n=2

Answer 1

【答案】SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH- +39.2 不能 80 3200 增大I-的濃度 減小 大于 B

【解析】

(1)根據(jù)圖示，正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-；

(2)根據(jù)蓋斯定律，由已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式得：2Fe3O4(s) +O2(g)=3Fe2O3(s) 的H=-2H2+3H1=-2（550.9 kJmol-1）+3（354.2 kJmol-1）=+39.2kJmol-1；反應(yīng)為混亂度減小的反應(yīng)，且反應(yīng)是吸熱，所以該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；

(3) ①由圖示可知，平衡時(shí)c(Fe2+)=4.0×10-2 molL 1，則Fe3+的平衡轉(zhuǎn)化率（×mol/L×10mL）÷（mol/L×5mL）×100%=80%；平衡時(shí)2I－+ 2Fe3+2Fe2+ + I2平衡常數(shù)K＝=（4×10-2）2×（2×10-2）÷[（1×10-2）2×（1×10-2）2]=3200；若要提高 Fe3+的轉(zhuǎn)化率， 可采取的措施是：增大I-的濃度；故答案為：80；3200；增大I-的濃度；

②加入苯對 I2進(jìn)行萃取使生成物濃度減小，反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；故答案為：減��；大于；

③將表中的三組數(shù)據(jù)代入公式υ=kc(I－)mc(Fe3+)n，可得：
0.20m×0.80n=0.032k，0.60m×0.40n=0.144k，0.80m×0.20n=0.128k，
解得：m=2，n=1，
故答案為：B。