目前,我国是最大的钢铁生产国,钢铁是国民经济的基础产业,铁及其化合物的应用也越来越广泛。回答下列问题:(1) ...
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目前,我国是最大的钢铁生产国,钢铁是国民经济的基础产业,铁及其化合物的应用也越来越广泛。回答下列问题:
(1) 画出铁的原子结构示意图:______________。
(2) 工业炼铁时常用CO还原铁矿粉,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
则反应3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)的△H= ________。
(3) Fe2O3(s) + 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) 反应温度与K的关系如右表:
反应温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数K | 64 | 50.7 | 42.9 |
恒温1000℃在体积为10L的恒容密闭容器中加入0.1molFe2O3和0.1molCO,气体混合物中CO2的体积分数φ(CO2)随时间t的变化关系如图所示。
① 前 8minCO 的反应速率为_______;平衡时a=____。
②若再向平衡混合物中加入0.01molCO 和0.02molCO2,平衡_______移动;若要使平衡混合气中CO2的体积分数增大,下列措施可行的是_______(填标号)。
A.增大Fe2O3用量 B.增大压强 C.降低温度 D.向容器中再充入少量CO
(4) 纳米级的Fe3O4在催化剂、造影成像、*物载体、靶向给*等领域都有很好的应用前景,工业生产中常用“共沉淀法”来制备。将FeCl2和FeCl3按一定比例配成混合溶液,用NaOH溶液作为沉淀剂,在特定条件下即可制得纳米级的Fe3O4,反应的离子方程式是_____,在实际生产中Fe2+和Fe3+反应用量比常是2:3,甚至1:1,为什么?________。
(5) 纳米铁粉可用于除去废水中的NO3-,反应的离子方程式为:
4Fe+ NO3-+ 10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究发现,若pH偏低将会导致NO的去除率下降,其原因是________;若加入少量Cu2+,废水中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向正反应方向(2分) C(2分)
(4)Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O(1分) Fe2+容易被空气中的O2氧化为Fe3+,故需多加一些Fe2+,确保生成Fe3O4(1分)
(5)发生副反应,Fe与H+生成H2(1分) 形成的Fe-Cu原电池增大了纳米铁粉去除NO的反应速率(或Cu2+对纳米铁粉去除NO的反应具有催化作用)(1分)
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题