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【题目】碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将FeCO3加热到200℃开始分解为FeOCO2,若在空气中高温煅烧FeCO3则生成Fe2O3。据报道,一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为纳米级的金属铁。其反应为:Fe2O3(s) + 3CH4(g) 2Fe(s) + 3CO(g) + 6H2(g)-Q

1)原子序数为26的铁元素位于元素周期表的第________周期__________族。

2)反应在5L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8g。则该段时间内H2的平均反应速率为____________________

3)将固定质量的Fe2O3(s)CH4(g)置于恒温恒压容器中,在一定条件下反应,能表明该反应达到平衡状态的是__________________

ACH4的转化率等于CO的产率

B、混合气体的平均相对分子质量不变

Cv(CO)v(H2)=12

D、固体的总质量不变

4FeO可用CO进行还原,已知:t℃时, FeO(s) +CO(g) Fe(s) + CO2(g) K0.5若在1 L密闭容器中加入0.04 mol FeO(s),并通入x molCOt℃时反应达到平衡。此时FeO(s)的转化率为50%,则x__________________________

5Fe2O3还可用来制备FeCl3 FeCl3在水溶液中的水解分三步:

Fe3 + H2OFe(OH)2+ + H K1

Fe(OH)2+ + H2OFe(OH)2+ + H K2

Fe(OH)2+ + H2OFe(OH)3 + H K3

以上水解反应的平衡常数K1K2K3由大到小的顺序是____________________

6)通过控制条件,以上水解产物聚合生成聚合物的离子方程式为:xFe3++yH2OFex(OH)(3x-y)+ y+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是_________________________(填字母 )。

A、加水稀释 B、加入少量NaCl固体

C、升温 D、加入少量Na2CO3固体

【答案】 VIII 0.018molLmin-1 BCD 0.06 K1>K2>K3 ACD

【解析】

(1) Fe元素位于第四周期第VIII族;

(2) n(Fe2O3)=,根据方程式知,有0.03mol氧化铁参加反应时有0.18mol氢气生成,根据v=,计算该段时间内氢气平均反应速率;

(3)可逆反应达到平衡状态时,该物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;

(4)参加反应的n(FeO)=0.04mol×50%=0.02mol,根据方程式知,参加反应的n(CO)=n(CO2)=n(FeO)=0.02mol,容器的体积为1L,则平衡时c(CO)= c(CO2)=0.02mol/L,化学平衡常数K==0.5,据此计算x值;

(5)多元弱碱水解时,其第一步水解程度远远大于第二步,第二步水解程度远远大于第三步;

(6)欲使平衡正向移动,可以采用加入和氢离子反应的物质、加水稀释、升高温度的方法。

(1)Fe元素位于第四周期第VIII族,故答案为:四;VIII

(2) n(Fe2O3)=,根据方程式知,有0.03mol氧化铁参加反应时有0.18mol氢气生成,根据v=,故答案为:0.018mol(Lmin)1

(3)A. CH4的转化率等于CO的产率时,该反应不一定达到平衡状态,A项错误;

B. 混合气体的平均相对分子质量不变时,各物质的物质的量不变,该反应达到平衡状态,B项正确;

C. v(CO):v(H2)=1:2时,同一物质的正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C项正确;

D. 固体的总质量不变时,该反应达到平衡状态,故正确;故答案为:BCD

(4) 参加反应的n(FeO)=0.04mol×50%=0.02mol,根据方程式知,参加反应的n(CO)=n(CO2)=n(FeO)=0.02mol,容器的体积为1L,则平衡时c(CO)= c(CO2)=0.02mol/L,化学平衡常数K==0.5解得x=0.06,故答案为:0.06

(5)多元弱碱水解时,因为每一步水解都生成氢离子,氢离子的存在抑制水解,所以其第一步水解程度远远大于第二步,第二步水解程度远远大于第三步,则存在K1>K2>K3,故答案为:K1>K2>K3

(6)欲使平衡正向移动,可以采用加入和氢离子反应的物质、加水稀释、升高温度的方法,故选ACD,故答案为:ACD

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