Question

【題目】（1）已知：2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) △H=－1644.3kJ·mol－1

2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) △H=－815.88kJ·mol－1

寫(xiě)出鋁粉與氧化鐵粉末發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。

（2）高鐵酸鉀（K2FeO4）在水中的反應(yīng)為4FeO42－+10H2O4Fe(OH)3+8OH－+3O2。圖1是25℃時(shí)K2FeO4在不同pH溶液中濃度的變化情況，圖2是K2FeO4在不同溫度時(shí)溶液濃度的變化情況。

①pH=4.74時(shí)，反應(yīng)從開(kāi)始到800min時(shí)平均反應(yīng)速率v(OH－)= 。

②圖1在800min后，三種溶液中的c(FeO42－)均不再改變。隨著pH的變大，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K （填“變大”、“變小”或“不變”）。

③圖2在240min后，四種溶液中FeO42－的濃度不再變化，下列說(shuō)法正確的是

a．上述反應(yīng)的△H＞0 b．升高溫度，該反應(yīng)pH減小

c．溫度越高，反應(yīng)速率越慢 d．加入鹽酸，FeO42－的濃度減小

④FeO42－在水溶液中的存在形態(tài)如圖3所示。下列說(shuō)法正確的是

A．不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態(tài)

B．向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4－的分布分?jǐn)?shù)逐漸變大

C．向pH=6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：HFeO4－+OH－=FeO42－+H2O

⑤高鐵酸鉀（K2FeO4）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑。

已知：4FeO42－+10H2O=4Fe(OH)3+8OH－+3O2，K2FeO4在處理水的過(guò)程中所起的作用是 。

（3）常溫常壓下，飽和氯水中氯氣總濃度約為0.09mol/L，且存在可逆反應(yīng)：Cl2 + H2O HCl + HClO，實(shí)驗(yàn)測(cè)得約有三分之一的氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)。反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO的平衡常數(shù)為 。

Answer 1

【答案】（1）2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=－828.42kJ·mol－1；

（2）①0.001375mmol·L－1·min－1；②不變；③ad；④C；⑤消毒，凈化；

（3）4.5×10-4；

【解析】

試題分析：（1）鋁熱反應(yīng)的反應(yīng)物是鋁粉與氧化鐵粉末，生成物是鐵和氧化鋁， 2Al （s）+O2（g）═Al2O3（s）△H=-1 644.3kJmol-1 ①，2Fe （s）+O2（g）═Fe2O3（s）△H=-815.88kJmol-1 ②，方程式①-②得2Al （s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe （s）△H=△H（①）-△H（②）=-1 644.3kJmol-1-（-815.88kJmol-1）=-828.42 kJ mol-1，故答案為：2Al （s）+Fe2O3（s）═Al2O3（s）+2Fe （s）△H=-828.42 kJmol-1；

（2）①圖象分析可知pH=4.74時(shí)，反應(yīng)從開(kāi) 始到800min，消耗FeO42-離子濃度為1.0mol/L-0.45mol/L=0.55mol/L，反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（FeO42-）=×=6.875×10-7 mol/（Lmin），v(OH－)=2v（FeO42-）=1.376×10-6mol/（Lmin）；故答案為：1.376×10-6mol/（Lmin）；

②平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨溶液酸堿性，離子濃度變化，隨著pH 變大，此反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，故答案為：不變；

③A．依據(jù)圖象分析可知隨溫度升高消耗FeO42-濃度增大，平衡正向進(jìn)行，溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，故反應(yīng) 是吸熱反應(yīng)，△H＞0，正確；b．根據(jù)4FeO42－+10H2O4Fe(OH)3+8OH－+3O2 △H＞0，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，pH增大，錯(cuò)誤；c．溫度越高，反應(yīng)速率越快，錯(cuò)誤；d．加入鹽酸，平衡正向移動(dòng)，FeO42－的濃度減小，正確；故選ad；

④A、不同PH值時(shí)，溶液中鐵元素的存在形態(tài)及種數(shù)不相同，比如在PH值等于6時(shí)，就只有兩種形態(tài)，故A錯(cuò)誤；B、向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分?jǐn)?shù)先增大隨后又減小，故B錯(cuò)誤；C、pH=6的這種溶液中，鐵元素的存在形態(tài)有HFeO4-和FeO42-，加KOH溶液，只有HFeO4-能反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O，故C正確；故答案為C；

⑤高鐵酸鉀（K2FeO4）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，形成膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用；故答案為：殺菌消毒、吸附懸浮物；

（3）飽和氯水中氯氣總濃度約為0.09mol/L，則

Cl2+H2O H+ + Cl- + HClO

起始濃度：0.09mol/L 0 0 0

轉(zhuǎn)化濃度：0.03mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L

平衡濃度：0.06mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L

所以K===4.5×10-4；故答案為：4.5×10-4。