Question

（1）鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl₃可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等．
①寫出FeCl₃溶液腐蝕印刷電路

 

．
②若將（1）中的反應設計成原電池，寫出電極反應式．
正極反應

 

；負極反應

 

．
（2）鎳具有優(yōu)良的物理和化學特性，是許多領域尤其是高技術產業(yè)的重要原料．羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應依次為：
Ⅰ．Ni（s）+4CO（g）

50℃

 Ni（CO）₄（g）△H＜0
Ⅱ．Ni（CO）₄（g）

230℃

 Ni（s）+4CO（g）
完成下列填空：
①在溫度不變的情況下，要提高反應Ⅰ中Ni（CO）₄的產率，可采取的措施有

 

、

 

．
②已知在一定條件下的2L密閉容器中制備Ni（CO）₄，粗鎳（純度98.5%，所含雜質不與CO反應）剩余質量和反應時間的關系如圖所示．Ni（CO）₄在0～10min的平均反應速率為

 

．
③若反應Ⅱ達到平衡后，保持其他條件不變，降低溫度，重新達到平衡時

 

．
a．平衡常數K增大      b．CO的濃度減小
c．Ni的質量減小      d．v_逆[Ni（CO）₄]增大．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素,化學平衡的調控作用

專題：化學平衡專題

分析：（1）Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，反應的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，形成原電池反應時，Cu為負極，C為正極，電解質溶液為FeCl₃，原電池工作時，負極上銅被氧化，正極上Fe³⁺被還原；
（2）①反應Ni（S）+4CO（g）?Ni（CO）₄（g）+Q；是放熱反應，反應前后氣體體積減小，依據平衡移動原理分析；
②粗鎳的純度98.5%，1-10min內粗鎳質量減少100g-41g═59g；鎳的質量=59g×98.5%=58.115g依據化學方程式計算Ni（CO）₄的質量，計算物質的量得到變化濃度，根據化學反應速率概念計算得到；
③由反應①為放熱反應可知反應②為吸熱反應，因此反應②達到平衡后，降溫，平衡逆向進行，反應平衡常數K變小、CO的濃度與Ni的質量均減小、因溫度降低，v逆[Ni（CO）4]減�。�

解答： 解：（1）①Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe²⁺，反應方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
②設計成原電池時，負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應，該電池反應中三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應，所以正極上的電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發(fā)生氧化反應，所以負極上的電極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）①反應①是氣體體積減少的放熱反應，因此在溫度不變的情況下，采取增大體系壓強、從反應體系中移走Ni（CO）₄（g）等措施均可使反應正向進行，提高Ni（CO）4的產率；
故答案為：增大壓強；從反應體系中移走Ni（CO）₄（g）；
②隨反應進行，粗鎳減少的質量即為參加反應①消耗的鎳的質量，粗鎳的純度98.5%，1-10min內粗鎳質量減少100g-41g=59g；鎳的質量=59g×98.5%=58.115g在0～10min，生成Ni的物質的量=

(100-41)g×98.5%

59g/mol

=0.985mol，故在0～10min，v[Ni（CO）₄]=

0.985mol 2L

10min

=0.985mol/（2L×10min）=0.05mol/（L?min）；
故答案為：0.05mol/（L?min）；
③由反應①為放熱反應可知反應②為吸熱反應，因此反應②達到平衡后，降溫，平衡逆向進行，反應平衡常數K變小、CO的濃度與Ni的質量均減小、因溫度降低，v逆[Ni（CO）₄]減�。�
a．溫度降低平衡向放熱反應方向進行，反應②是吸熱反應，平衡逆向進行，平衡常數減�。�
b．溫度降低平衡向放熱反應方向進行，反應②是吸熱反應，平衡逆向進行一氧化碳濃度減��；
c．依據反應分析，溫度降低反應①平衡正向進行，反應②逆向進行，鎳質量減��；
d．平衡逆向進行，溫度降低，v_逆[Ni（CO）₄]減��；
故答案為：bc．

點評：本題考查較為綜合，涉及電化學以及化學平衡影響因素的分析判斷，反應速率的計算應用，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，平衡移動原理的應用是解題關鍵，依據反應特征設計制備過程是解題關鍵，題目難度較大．