目前,我國是最大的鋼鐵生產國,鋼鐵是國民經濟的基礎產業,鐵及其化合物的應用也越來越廣泛。回答下列問題:(1) ...
問題詳情:
目前,我國是最大的鋼鐵生產國,鋼鐵是國民經濟的基礎產業,鐵及其化合物的應用也越來越廣泛。回答下列問題:
(1) 畫出鐵的原子結構示意圖:______________。
(2) 工業鍊鐵時常用CO還原鐵礦粉,已知:
① Fe2O3(s) + 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) △H=-24.8 kJ/mol
② Fe3O4(S)+CO(g)=-3FeO(g)+CO2(g) △H= +19.4 kJ/mol
③ FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H= -11.0 kJ/mol
則反應3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)的△H= ________。
(3) Fe2O3(s) + 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) 反應温度與K的關係如右表:
反應温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常數K | 64 | 50.7 | 42.9 |
恆温1000℃在體積為10L的恆容密閉容器中加入0.1molFe2O3和0.1molCO,氣體混合物中CO2的體積分數φ(CO2)隨時間t的變化關係如圖所示。
① 前 8minCO 的反應速率為_______;平衡時a=____。
②若再向平衡混合物中加入0.01molCO 和0.02molCO2,平衡_______移動;若要使平衡混合氣中CO2的體積分數增大,下列措施可行的是_______(填標號)。
A.增大Fe2O3用量 B.增大壓強 C.降低温度 D.向容器中再充入少量CO
(4) 納米級的Fe3O4在催化劑、造影成像、*物載體、靶向給*等領域都有很好的應用前景,工業生產中常用“共沉澱法”來製備。將FeCl2和FeCl3按一定比例配成混合溶液,用NaOH溶液作為沉澱劑,在特定條件下即可製得納米級的Fe3O4,反應的離子方程式是_____,在實際生產中Fe2+和Fe3+反應用量比常是2:3,甚至1:1,為什麼?________。
(5) 納米鐵粉可用於除去廢水中的NO3-,反應的離子方程式為:
4Fe+ NO3-+ 10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究發現,若pH偏低將會導致NO的去除率下降,其原因是________;若加入少量Cu2+,廢水中NO3-的去除速率大大加快,可能的原因是_____________。
【回答】
(1) (1分)
(2)-47.2 kJ/mol(2分)
(3)①10-3 mol·L-1·min-1(1分) 80%或0.8(2分)
②向正反應方向(2分) C(2分)
(4)Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O(1分) Fe2+容易被空氣中的O2氧化為Fe3+,故需多加一些Fe2+,確保生成Fe3O4(1分)
(5)發生副反應,Fe與H+生成H2(1分) 形成的Fe-Cu原電池增大了納米鐵粉去除NO的反應速率(或Cu2+對納米鐵粉去除NO的反應具有催化作用)(1分)
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題