Question

【題目】鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用，如高鐵酸鉀（K2FeO4）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑；又知高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：

Fe2O3（s）+CO（g） Fe（s）+CO2（g）+ Q kJ，下表中是該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù) ：

溫度/℃	1000	1115	1300
平衡常數(shù)	4.0	3.7	3.5

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______；Q______0（填“＞”、“＜”或“=”）；

（2）在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，此時(shí)υ正___υ逆（填“＞”、“＜”或“=”）．經(jīng)過(guò)10min，在1000℃達(dá)到平衡，則該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率υ（CO2）=______；

（3）已知：4FeO42－＋10H2O4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2。 K2FeO4在處理水的過(guò)程中所起的作用有____________、____________；

（4）高鐵酸鉀水溶液中FeO42-的存在形態(tài)及它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化如下圖所示：

（i）pH=2時(shí)溶液存在如下等量關(guān)系： c（K+）=_____________;

（ii）向pH=6的溶液中加入KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________。

Answer 1

【答案】 ＞ ＞ 0.006 mol/（Lmin） 殺菌消毒 凈水（吸附懸浮物） 2c（H2FeO4）+2 c（H3FeO4+）+2 c（HFeO4－） HFeO4－＋OH－→ FeO42－＋H2O

【解析】

（1）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式分析解答；

（2）運(yùn)用三段式法根據(jù)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行分析解答；

（3）根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及凈水原理分析解答；

（4）根據(jù)物料守恒及圖示中離子存在信息分析解答。

（1）K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，純固體不能列入表達(dá)式中，則K=，由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越小，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則Q>0，故答案為：；>；

（2）1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，Qc==1<K=4.0，平衡正向移動(dòng)，則此時(shí)υ正>υ逆；

則，解得x=0.06mol/L， v（CO2）=，故答案為：>：0.006 mol/（Lmin）；

（3）K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，還原產(chǎn)物鐵離子水解生成膠體，則凈化水時(shí)的作用為殺菌消毒、凈水（吸附懸浮物），故答案為：殺菌消毒；凈水（吸附懸浮物）；

（4）（i）pH=2時(shí)，K2FeO4溶液中離子為H3FeO4+、HFeO4－，還存在H2FeO4，由物料守恒可知，c（K+）=2c（H2FeO4）+2 c（H3FeO4+）+2 c（HFeO4－），故答案為：2c（H2FeO4）+2 c（H3FeO4+）+2 c（HFeO4－）；

（ii）pH=6的溶液中加入KOH溶液，KOH與HFeO4-反應(yīng)，離子方程式為：HFeO4－＋OH－= FeO42－＋H2O，故答案為： HFeO4－＋OH－= FeO42－＋H2O。