Question

【题目】Ⅰ、铁能形成多种价态的化合物，单质铁能被众多的氧化剂所氧化。

（1）将5.6g的生铁与足量的稀盐酸反应，生成H2的质量______0.2g(填“>”“<”“=”)，向此生铁上滴加几滴稀硝酸，写出反应的离子方程式：___________________________。

（2）配制FeCl3溶液时常会出现浑浊现象，其原因是______________________(用离子方程式表示)。室温下配制5mol/L 200mL FeCl3溶液，至少需要添加_______mL 2mol/L的盐酸才会不出现浑浊（已知室温时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，忽略加入盐酸对溶液体积的影响）。

（3）钢铁制品易生锈，导致其生锈的最主要原因是发生了________腐蚀；用NaOH、NaNO2等溶液对铁制品进行钝化处理可提高其抗腐蚀能力，下面是处理过程中所发生的一个反应：____Na2FeO2+_____NaNO2+_____H2O===_____Na2Fe2O4+_____NH3↑+_____，请完善该反应方程式。

II、硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为

NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)△H＝－41.8kJ·mol－1

（1）下列说法中可以说明该反应已达到平衡状态的是_________。

a. 体系内混合气体的密度保持不变 b.

c. 容器内气体的总压强保持不变 d. NO体积分数不再改变

（2）某温度下，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的平衡常数k=2.25，该温度下在甲、乙、丙三个体积为2L的恒容密闭容器中，投入NO2(g)和SO2(g)，其起始浓度如下表所示。

起始浓度	甲	乙	丙
c(NO2)/mol/L	0.10	0.20	0.20
c(SO2)/mol/L	0.10	0.10	0.20

①10min后，甲中达到平衡，则甲中反应的平均速率___________。

②丙达到平衡所用的时间_________(填“<”“>”“=”)10min，达到平衡后，设甲、乙、丙中SO2(g)的转化率分别为a、b、c，则三者的大小关系为_________。

Answer 1

【答案】 < Fe3+＋3H2OFe(OH)3+3H+ 5 吸氧 6、1、5、3、1、7 NaOH bd 0.006mol/(L.min) < a=c<b

【解析】Ⅰ、(1)将5.6g的生铁与足量的稀盐酸反应，因生铁中含有碳，实际Fe的质量小于5.6g，则生成H2的质量<0.2g；过量铁溶解于少量稀硝酸生成硝酸亚铁和NO，此反应的离子方程式为 ；3Fe+8H++2NO3- =3Fe2++2NO↑+4H2O；

(2)因Fe3+易水解，水解反应式为Fe3+＋3H2OFe(OH)3+3H+，则配制FeCl3溶液时常会出现浑浊现象；若不出现浑浊现象，则c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L，c(H+)≥0.05mol/L，则加入盐酸的体积至少为=0.005L=5mL；

(3)钢铁是合金，易发生吸氧腐蚀；在此氧化还原反应中，Na2FeO2化合价由+2价升为Na2Fe2O4的+3价，当2molNa2FeO2参与反应时，失去2mol电子；NaNO2做氧化剂，化合价由+3价将为NH3的-3价，当1molNaNO2参与反应时，失去6mol电子，根据得失电子数守恒可知，Na2FeO2的计量数为6，Na2Fe2O4的计量数为3，NaNO2的计量数为1，NH3的计量数为1，然后根据质量守恒可知，H2O的计量数为5，NaOH的计量数为7，反应为6Na2FeO2+NaNO2+5H2O═3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH；

II、(1)a．混合气体的质量和体积不变，密度始终不变，无法判断是平衡状态，故a错误；b． 是平衡状态，故b正确；c．混合气体的总物质的量不变，体积不变，容器内压强始终不变，无法判断是平衡状态，故c错误；d．NO体积分数不再改变，量不变，是平衡状态，故d正确；答案为bd；

(2)①根据反应中NO2(g)和SO2(g)的起始浓度分别为0.1mol/L，设在10min达到平衡时，NO2浓度的该变量为x，根据三段式可知：
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
初始(mol/L)：0.10.1 00
△C：x xxx
平衡：0.1-x0.1-x x x
根据平衡常数为可知： = 解得x=0.06mol/L．
则平均速率v(NO2)= =0.006mol/(Lmin)；
②由于容器体积相同，且反应为气体体积不变的反应，故按照等比加料，达到的是等效平衡，故甲和丙为等效平衡，即丙中所达的平衡状态和甲相同，而由于丙中反应物的浓度大于甲，故反应速率比甲快，到达平衡的时间比10min短；由于甲和丙为等效平衡，故甲、丙中SO2(g)的转化率相等，而乙相当于是向甲容器中加入NO2，据故SO2的转化率大于甲，故三个容器中的转化率的关系为a=c＜b。