Question

【題目】I、Cl2是一種常用的自來水消毒劑，高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型，高效、多功能綠色水處理劑。已知K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化下會分解，在酸性或弱堿性能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。生產(chǎn)K2FeO4的反應(yīng)原理是：Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O

（1）該反應(yīng)中氧化劑是______________（寫電子式）

（2）制備K2FeO4時，將90%的Fe(NO3)3溶液緩緩滴加到堿性的KClO濃溶液中，并且不斷攪拌，采用這種混合方式的原因是_____________________（回答一條即可）。

（3）工業(yè)上用“間接碘量法”測定高鐵酸鉀的純度：用堿性KI溶液溶解3.00g K2FeO4樣品，調(diào)節(jié)pH值使高鐵酸根全部被還原成鐵離子，再調(diào)節(jié)pH為3~4，用1.0mol/L的Na2S2O3標準溶液作為滴定劑進行滴定（2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI），淀粉作指示劑，滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液18.00mL。

①滴定終點的現(xiàn)象是__________________________________________。

②原樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分數(shù)為______________。

II、研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。

已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/moL ①

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=–393.5kJ/moL ②

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=–221.0kJ/moL ③

（4）某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式，請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__。

（5）向絕熱恒容密閉容器中充入等量的NO和CO進行反應(yīng)，能判斷反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________（填序號）

a.容器中的壓強不變

b.2v正（CO）= v逆（N2）

c.氣體的平均相對分子質(zhì)量保持34.2不變

d.該分應(yīng)平衡常數(shù)保持不變

e.NO和CO的體積比保持不變

（6）2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)，將一定量的SO3放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。

圖中a點對應(yīng)溫度下，已知SO3的起始壓強為P0kPa，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=____(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。在該溫度下達到平衡后，再向容器中按=1加入SO2和SO3，平衡將___________（填“向正反應(yīng)方向移動”，“向逆反應(yīng)方向移動”，“不移動”）。

Answer 1

【答案】 K2FeO4在強堿性溶液中比較穩(wěn)定（或減少K2FeO4在Fe3+作用下分解） 滴入最后一滴Na2S2O3標準液，溶液由藍色變無色，且半分鐘內(nèi)不變色 39.6% 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=–746.5kJ/mol acd 4P0/45 向逆反應(yīng)方向移動

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)可知KClO中+1價的氯變?yōu)槁然�鉀�?1價的氯，發(fā)生了還原反應(yīng)，KClO是氧化劑，它為離子化合物，電子式為： ；正確答案：。

（2）鐵離子水解顯酸性，K2FeO4水解顯堿性，酸性和堿性溶液混合，會相互促進水解，得到的K2FeO4的量會減少，因此制備K2FeO4時，將90%的Fe(NO3)3溶液緩緩滴加到堿性的KClO濃溶液中，并且不斷攪拌，讓Fe(NO3)3溶液盡可能反應(yīng)徹底；正確答案：K2FeO4在強堿性溶液中比較穩(wěn)定（或減少K2FeO4在Fe3+作用下分解）。

（3）①淀粉遇到碘水會變藍色，用1.0mol/L的Na2S2O3標準溶液作為滴定劑進行滴定（2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI），淀粉作指示劑，溶液由藍色變無色，且半分鐘內(nèi)不變色，達到滴定終點；正確答案：滴入最后一滴Na2S2O3標準液，溶液由藍色變無色，且半分鐘內(nèi)不變色。

②根據(jù)反應(yīng)2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可知：2Na2S2O3----I2，消耗碘的量為n(I2)= (1.0×18.00×10-3)/2=9×10-3 mol；再根據(jù)電子守恒規(guī)律可知：高鐵酸鉀中鐵元素得電子總數(shù)等于碘單質(zhì)失電子總數(shù)：設(shè)有K2FeO4為xmol,則x×（6-3）=9×10-3×2（0-（-1）），解之得：x=6×10-3mol；原樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分數(shù)為（6×10-3×198）/3×100%=39.6%；正確答案：39.6%。

（4）平衡常數(shù)表達式為生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，根據(jù)，可知此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，然后再根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)③-②×2-①，可得△H=–746.5kJ/mol；所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=–746.5kJ/mol；正確答案：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=–746.5kJ/mol。

（5）該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)，當容器中的壓強不變，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)，a正確；速率和系數(shù)成正比，應(yīng)為v正（CO）= 2v逆（N2），b錯誤；反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總量在發(fā)生變化，當氣體的總量不再發(fā)生變化，氣體的平均相對分子質(zhì)量為定值，反應(yīng)到化學(xué)平衡狀態(tài)，c正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當溫度不再發(fā)生改變，平衡常數(shù)保持不變，達到平衡狀態(tài)，d正確； NO和CO兩種反應(yīng)是按照1:1投料、1:1反應(yīng)，任何時候剩余的量都是1:1，無法判定反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)，e錯誤；正確選項acd。

（6）設(shè)起始SO3 為amol,根據(jù)題給信息有

2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)，

起始量 a 0 0

變化量 0.4a 0.4a 0.2 a

平衡量 0.6a 0.4 a 0.2 a

反應(yīng)達到平衡后，氣體的壓強為a/(0.6a+0.4 a+ 0.2 a)= P0/p（平衡），p（平衡）=1.2 P0；SO3物質(zhì)的量分數(shù)：0.6a/(0.6a+0.4 a+ 0.2 a)=1/2;；SO2物質(zhì)的量分數(shù)：0.4 a /(0.6a+0.4 a+ 0.2 a)=1/3； O2物質(zhì)的量分數(shù): 0.2 a/(0.6a+0.4 a+ 0.2 a)=1/6；該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=（1/6×p（平衡））×（1/3×p（平衡））2/(1/2×p（平衡））2= 4P0/45；設(shè)容器的體積為1L,設(shè)起始SO3 為1mol,反應(yīng)達平衡時平衡常數(shù)為0.2×0.42/0.62=0.8/9=0.09；假設(shè)再向容器中按=1加入SO2和SO3，分別為1mol,這時，n(SO3)=1.6 mol, n(SO2)=1.4 mol, n(O2)=0.2 mol, 反應(yīng)的濃度商為Qc==0.2×1.42/1.62=0.15>0.09；平衡向左移；正確答案：4P0/45；向逆反應(yīng)方向移動。