鐵及其化合物與生產(chǎn)、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(zhì)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(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO32,該反應的化學方程式為  上述生產(chǎn)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(zhuǎn)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(jīng)腐蝕后有氧化層,D在金屬內(nèi)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(zhuǎn)化為Fe2O3•nH2O,最后得到鐵紅,

硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水;產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jīng)腐蝕后有氧化層,D在金屬內(nèi)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(zhuǎn)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(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)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(chǎn)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(jù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)的制備流程等,為高頻考點,側(cè)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

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化學與社會、生活密切相關,下列說法正確的是( 。

   A. 納米材料直徑一般在幾納米到幾十納米(1nm=10﹣9m)之間,因此納米材料屬于膠體

   B. 青銅是我國使用最早的合金

   C. SiO2制成的玻璃纖維,由于導電能力強而被用于制造通訊光纜

   D. 明礬與漂白粉都是水處理藥品,原理相同

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氨、甲烷都是重要的氫化物,按要求回答下列問題:

(1)NH3(g)和O2(g)反應生成NO(g)和H2O(g)的△H往往難以直接測量,從產(chǎn)物穩(wěn)定性看,其主要原因是  

已知:1molN2(g)反應生成2mol NH3(g)的△H=﹣92kJ•mol﹣1,1mol H2(g)燃燒生成H2O (g) 的△H=﹣242kJ•mol﹣1,1mol N2(g)和O2 (g)完全反應生成NO(g)的△H=+180kJ•mol﹣1.若有17g 氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣所放出的熱量為  

(2)甲烷與水蒸氣通入聚焦太陽能反應器,可發(fā)生反應的化學方程式為CH4+H2O⇌CO+3H2,該反應為吸熱反應.已知在三種不同條件(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)下,氫氣的產(chǎn)量隨時間的變化如圖1所示.

①在0~20小時內(nèi),甲烷的反應速率v、v和v從大到小的順序為  

②將0.4mol甲烷和0.4mol水蒸氣充入2L恒容的密閉容器中,某條件下反應達到平衡,測得氫氣的物質(zhì)的量濃度為0.3mol•L﹣1,則該條件下此反應的平衡常數(shù)K=  ,甲烷的轉(zhuǎn)化率為  

③氫氣的百分含量與體系總壓強(P)、溫度(T)的關系如圖2所示.

平衡狀態(tài)由A變到B時,對應的平衡常數(shù):K(A)  K(B)(填“>”、“<”或“=”).

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鹵素單質(zhì)及化合物在許多性質(zhì)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(zhì)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(zhì)﹣﹣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(zhuǎn)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(diào)節(jié)K2Cr2O7溶液的酸性

 

B.

該過程中每氧化2 mol碳納米顆粒,轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)化為NO和HNO3的總轉(zhuǎn)化率. 

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

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以2010年諾貝爾化學獎獲得者的名字命名的赫克反應、根岸反應和鈴木反應已成為化學家們制造復雜化學分子的“精致工具”,在科研、醫(yī)藥和電子等領域已經(jīng)廣泛應用。下例生成物就是由鈴木反應合成出來的一種聯(lián)苯的衍生物:(   )

       下列敘述正確的是                            (    )

       A.該反應為加成反應,且原子利用率達100%        

       B.該聯(lián)苯的衍生物屬于芳香烴

       C.該聯(lián)苯的衍生物苯環(huán)上的一硝基取代產(chǎn)物有5種  

       D.該聯(lián)苯的衍生物不可使溴水褪色

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乙烯酮(CH2=C=O)在一定條件下能與含活潑氫的化合物發(fā)生加成反應,反應可表示為:CH2=C=O+HA→CH3A。乙烯酮在一定條件下可與下列試劑加成,其產(chǎn)物不正確的是(     )

A  與HCl加成生成CH3COCl

B  與H2O加成生成CH3COOH

C  與CH3OH加成生成CH3COCH2OH

D  與CH3COOH加成生成CH3-O—-CH3

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 下列反應中,不能產(chǎn)生氫氣的是(    )

A. 紅熱的鐵與水蒸氣         B. 鈉與水

C. 鋁和NaOH溶液反應     D. 鐵與稀硝酸反應

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