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鐵及其化合物與生產、生活關系密切.

(1)如圖2是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖這一腐蝕過程中發(fā)生還原反應的物質是  (填化學式).圖2中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是  (填字母).

(2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下:(圖1)

步驟 I若溫度過高,將不利于反應的進行,用適當?shù)奈淖趾突瘜W方程式進行解釋:  

步驟Ⅱ中發(fā)生反應:4Fe(NO32+O2+(2n+4)H2O→2Fe2O3?nH2O+8HNO3,反應產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO32,該反應的化學方程式為 上述生產流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是  (任寫一項).

(3)已知t℃時,反應FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)為K1.寫出K1的表達式  .若該反應在恒容容器中反應時滿足圖3所示變化,則該反應的正反應為  反應(選填“吸熱”或“放熱”).若在t℃的2L恒溫密閉容器中加入0.02mol FeO(s),并通入一定量CO.若5min后FeO(s)轉化率為50%,則CO2的平均反應速率為  


考點:

金屬的回收與環(huán)境、資源保護;化學平衡建立的過程.

專題:

化學平衡專題;元素及其化合物.

分析:

(1)①由圖可知,海水溶液為弱酸性,發(fā)生吸氧腐蝕,氧氣具有強氧化性,充當氧化劑,被還原;

②A發(fā)生化學腐蝕,B發(fā)生電化學腐蝕,C已經腐蝕后有氧化層,D在金屬內部;

(2)由流程圖可知,F(xiàn)e與硝酸反應生成硝酸亞鐵,步驟Ⅱ中轉化為Fe2O3•nH2O,最后得到鐵紅,

硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水;產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO32,則Fe與硝酸反應生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水;氮氧化物為有毒氣體;

(3)K=,升高溫度,V增加的快,;

通入x mol CO,t℃時反應達到平衡.此時FeO(s)轉化率為50%,即反應的FeO為0.02mol×50%=0.01mol,則

      FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)

開始   0.02     x       0       0

轉化    0.01    0.01   0.01   0.01

平衡            x﹣0.01         0.01

結合化學反應速率計算.

解答:

解:(1)由圖可知,海水溶液為弱酸性,則Fe失去電子,正極上O2得到電子,發(fā)生吸氧腐蝕,A發(fā)生化學腐蝕,B發(fā)生電化學腐蝕,C已經腐蝕后有氧化層,D在金屬內部,顯然B中腐蝕速率最快,生成鐵銹最多,故答案為:O2;B;

(2)由流程圖可知,F(xiàn)e與硝酸反應生成硝酸亞鐵,步驟Ⅱ中轉化為Fe2O3•nH2O,最后得到鐵紅;硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水,該反應為4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO32,則Fe與硝酸反應生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水,該反應為4Fe+10HNO3═4Fe(NO32+NH4NO3+3H2O,由流程可知,上述生產流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是減少了有毒的氮氧化物的生成,氮氧化物排放少,

故答案為:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,造成原料浪費;4Fe+10HNO3═4Fe(NO32+NH4NO3+3H2O;氮氧化物排放少;

(3)依據化學反應方程式得出:平衡常數(shù)K=;升高溫度,V增加的快,故正反應為吸熱反應;

t℃時反應達到平衡.此時FeO(s)轉化率為50%,即反應的FeO為0.02mol×50%=0.01mol,則

        FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)

開始    0.02                     0

轉化     0.01                   0.01

平衡                            0.01

故v(CO2)==0.001mol/(L•min),故答案為:;吸熱;0.001mol/(L•min).

點評:

本題考查較綜合,涉及化學平衡計算、電化學腐蝕及物質的制備流程等,為高頻考點,側重分析能力及計算能力的考查,把握化學反應原理及圖象、流程的分析為解答的關鍵,題目難度中等.

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:


如圖是某溶液在稀釋過程中,溶質的物質的量濃度隨溶液體積的變化曲線圖,根據圖中的數(shù)據分析得出V值等于(  )

A.2                                 B.3

C.4                                 D.5

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科目:高中化學 來源: 題型:


海水中含有豐富的鎂資源。工業(yè)上常用海水曬鹽后的苦鹵水提取Mg,流程如下圖所示:

(1)工業(yè)制取鎂的方法是   ▲   法。

(2)試劑Ⅰ一般選用   ▲   (填化學式)。

(3)右圖是金屬鎂和鹵素反應的能量變化圖(反應物和產物均為298K時的穩(wěn)定狀態(tài))。

①由圖可知Mg與鹵素單質的反應均為  ▲  (填“放熱”或“吸熱”)反應;推測化合物的熱穩(wěn)定性順序為MgI2  ▲ MgF2(填“>”、“=”或“<”)。

②依上圖數(shù)據寫出MgBr2(s)與Cl2(g)反應的熱化學方程式      ▲      

(4)金屬Mg與CH3Cl在一定條件下反應可生成CH3MgCl,CH3MgCl是一種重要的有機合成試劑,易與水發(fā)生水解反應并有無色無味氣體生成。寫出CH3MgCl水解的化學方程式     ▲      。

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科目:高中化學 來源: 題型:


鹵素單質及化合物在許多性質上都存在著遞變規(guī)律.下列有關說法正確的是( 。

 

A.

鹵化銀的顏色按AgCl、AgBr、AgI 的順序依次加深

 

B.

鹵化氫的鍵長按H﹣F、H﹣C1、H﹣Br、H﹣I的順序依次減小

 

C.

鹵化氫的還原性按HF、HCl、HBr、HI的順序依次減弱

 

D.

鹵素單質與氫氣化合按F2、Cl2、Br2、I2的順序由難變易

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碳納米管是近年來材料科學研究的熱點.為除去碳納米管中的雜質﹣﹣碳納米顆粒(少量碳原子的聚集體),可以將樣品溶解于強酸性的K2Cr2O7溶液中充分反應,當溶液由橙色轉變?yōu)槟G色(Cr3+)即可,同時放出一種無毒的氣體.以下判斷正確的是( 。

 

A.

可以用濃鹽酸調節(jié)K2Cr2O7溶液的酸性

 

B.

該過程中每氧化2 mol碳納米顆粒,轉移8NA個電子

 

C.

若將該反應設計為原電池,則碳納米顆粒應作為原電池的正極

 

D.

可以通過過濾的方法最終得到碳納米管

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科目:高中化學 來源: 題型:


已知:4NH3+5O2 4NO+6H2O,4NO+3O2+2H2O→4HNO3

設空氣中氧氣的體積分數(shù)為0.20,氮氣的體積分數(shù)為0.80.

(1)a mol NO完全轉化為HNO3理論上需要氧氣   mol.

(2)為使NH3恰好完全氧化為NO,氨﹣空氣混合氣體中氨的體積分數(shù)(用小數(shù)表示)為 (保留2位小數(shù)).

(3)20.0mol NH3用空氣氧化,產生混合物的組成為:NO 18.0mol、O2 12.0mol、N2 150.0mol和一定量硝酸,以及其他成分(高溫下NO與O2不化合).計算氨轉化為NO和HNO3的總轉化率.  

(4)20.0mol NH3和一定量空氣充分反應后,再轉化為硝酸.通過計算,在圖中畫出HNO3的物質的量n(A)和空氣的物質的量n(B)關系的理論曲線.

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科目:高中化學 來源: 題型:


科學家發(fā)現(xiàn)一種化學式為H3的氫分子。1 mol H3和1 mol H2具有相同的(  )

A.分子數(shù)           B.原子數(shù)

C.質子數(shù)      D.電子數(shù)

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科目:高中化學 來源: 題型:


利用下圖所示裝置進行下列實驗,能得出相應實驗結論的是(  )

選項

實驗結論

A

稀硫酸

Na2S

AgNO3

AgCl的濁液

Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)

B

濃硫酸

蔗糖

溴水

濃硫酸具有脫水性、氧化性

C

稀鹽酸

Na2SO3

Ba(NO3)2

溶液

SO2與可溶性鋇鹽均可生成白色沉淀

D

濃硝酸

Na2CO3

Na2SiO3

溶液

酸性:硝酸>碳酸>硅酸

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科目:高中化學 來源: 題型:


已知:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g);ΔH=-1 025 kJ/mol,該反應是一個

可逆反應。若反應物起始物質的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是  

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