Question

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=a kJ?mol-1

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=a kJ?mol-1（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ?mol-1②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1则a=______kJ?mol-1．（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=______，温度升高后，K值______（填“增大”、“不变”或“减小”）．（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在 2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡． Fe2O3 CO Fe CO2 甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0 乙/mol 1.0 2.0 1.0 1.0①甲容器中CO的平衡转化率为______．②下列说法正确的是______（填字母）．a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态b．增加Fe2O3可以提高CO的转化率c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．①在abc装置中能保护铁的是______（填字母）②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是______（填名称）（5）25℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12，Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-3925℃时，向含有Mg2+，Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）：c（Fe3+）=______．

Answer 1

（1）：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJmol^-1
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJmol^-1
依据盖斯定律①-②×3得到
Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJmol^-1
a=-28.5；
故答案为：-28.5；
（2）Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJmol^-1
平衡常数K=

c3(CO2)

c3(CO)

；反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：

c3(CO2)

c3(CO)

；减小；
（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x
           Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
起始量（mol） 1         1        1        1
变化量（mol）           x                 x
平衡量（mol）           1-x              1+x
平衡常数K=

c3(CO2)

c3(CO)

=

(1+x)3

(1?x)3

=64，计算得到x=0.6
转化率=60%；
故答案为：60%；
②Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJmol^-1
a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故a正确；
b．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe₂O₃不能提高CO的转化率，故b错误；
c．乙容器中一氧化碳增加，相当于增大压强，反应前后体积不变，甲容器中CO的平衡转化率等于乙的转化率，故c错误；
d．甲容器中平衡一氧化碳物质的量为0.4mol；乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳为1.4mol，平衡物质的量为0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡浓度之比为0.4+0.6=2：3；故d正确；
故答案为：ad；
（4）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
故答案为：bc；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌；
故答案为：锌；
③根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式，则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，
c（Mg²⁺）=

Ksp

c(OH?)2

=

5.61×10?12

10?12

═5.61mol/L，
c（Fe³⁺）=

Ksp

c(OH?)3

=

2.64×10?39

10?18

=2.64×10^-21mol/L，
所以 c（Mg²⁺）：c（Fe³⁺）=5.61：2：64×10^-21=2.215×10²¹；
故答案为：2.215×10²¹．