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【题目】高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠,生产过程如图:

回答下列问题:

(1)经过步骤①后,加入NaOH固体的原因是

(2)步骤②反应的离子方程式是

(3)从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后,还有副产品Na2SO4、NaCl,则步骤③中反应的离子方程式为

(4)将一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同),溶液中Na2FeO4浓度变化如图曲线Ⅰ、Ⅱ所示,试推测曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH (填“高”或“低”).

(5)通过计算得知Na2FeO4的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比氯气的 (填“高”或“低”),用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是 (答出两点即可).

【答案】(1)高铁酸钠(Na2FeO4)只能在碱性溶液中稳定存在,加入氢氧化钠固体可以调节溶液呈碱性。(2)

(2)2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O(2) (3)2Fe3++3ClO+10OH═2FeO42+3Cl+5H2O(2)

(4)高(1分)(5)低(1分) 既能消毒杀菌又能净水(或无毒或方便保存等)(答出两点即可)

【解析】

试题分析:(1)步骤①是制备次氯酸钠的过程,加入氢氧化钠的目的是调节溶液显碱性,因为高铁酸钠(Na2FeO4)只能在碱性溶液中稳定存在,加入氢氧化钠固体可以调节溶液呈碱性。

(2)步骤②是加入过氧化氢在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子的过程,反应的离子方程式为2Fe2+ +H2O2+2H+═2Fe3++2H2O

(3)反应③是碱溶液中次氯酸根离子氧化铁离子为高铁酸根离子,反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO+10OH═2FeO42﹣+3Cl+5H2O

(4)依据高铁酸钠在碱性溶液中稳定存在,发生的反应为:FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,污水的PH越高平衡逆向进行,PH越小平衡正向进行,依据图象分析Ⅱ先达到平衡需要的时间短,反应速率快,说明污水PH小,曲线I比曲线II对应的污水的PH高。

(5)FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,单位质量得到电子3÷166==0.018,Cl2+2e-=2Cl-,单位质量得到电子2÷71=0.028,所以Na2FeO4的消毒效率比氯气低,高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂,利用氧化性起到杀菌消毒作用,利用生成的氢氧化铁胶体起到净水作用,所以既能消毒杀菌又能净水。

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2CH4与H2O在隔绝空气、高温和催化剂条件下反应:

CH4g+H2Og COg+3H2g ΔH=m kJ·mol1

则反应的平衡常数表达式K=______________,K的大小与温度T的关系如上图中曲线所示,则m__________0”“;改变某一条件,使状态从a点到达b点,若保持温度不变,反应再次达到平衡时,则CH4的转化率___________增大减小不变不确定,反应的焓变H将_______________增大减小不变

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t / s

0

50

150

250

350

nPCl3 / mol

0

0. 16

0. 19

0. 2

0. 2

A.0~50 s平均速率vPCl3= 0. 0032 mol·L-1·s-1

B.其他条件不变,升高温度,平衡时cPCl3= 0. 11 mol·L-1,则反应的H<0

C相同温度下,起始时向容器中充入1mol PCl5、0. 2 mol PCl3 和0. 2 mol Cl2,反应达到平衡前v>v

D.相同温度下,起始时向容器中充入2 mol PCl3 2 mol Cl2,达到平衡时PCl3 的转化率小于80%

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选项

x

y

A

温度

容器内混合气体的密度

B

CO的物质的量

CO2与CO的物质的量之比

C

SO2的浓度

平衡常数K

D

MgSO4的质量忽略体积

CO的转化率

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2H2(g) + O2(g)2H2O(l) △H-571.6 kJ/mol

C3H8(g) + 5O2(g)3CO2(g) +4 H2O(g ) △H-2044.0 kJ/mol

(1)氢气的燃烧热是__________________

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(3)实验测得H2C3H8的混合气体共3mol,完全燃烧生成液态水时放热2791.6 kJ,计算混合气体中H2C3H8的体积比是________________

(4)C3H8(g) + 5O2(g)3CO2(g) +4 H2O(g ) △H-2044.0 kJ/mol当反应中转移10mol电子时,燃烧的丙烷(C3H8)的质量是________ g,生成的CO2在标准状况下的体积是_________ L

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