Question

（2010?濰坊一模）鐵元素及其化合物與人類的生產(chǎn)生活息息相關，
試回答下列問題：
（1）電子工業(yè)常用30%，的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板，寫出該反應的離子方程式

2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺

．
（2）高爐煉鐵過程中會發(fā)生反應：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）．
已知：Fe（s）+

1

2

O₂（g）═FeO（s）△H=-272kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-22lkJ?mol^-1
則：①FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H=

一1lkJ?mol^-1

．
②一定溫度下，向某密閉容器中加入足量FeO，并充入一定量的CO氣體，反應過程中CO和CO₂的濃度與時間的關系如圖所示
則從開始至達到平衡過程中，v（CO）=

0.625mol?L^-1?min^-1

；該溫度下，F(xiàn)eO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的化學平衡常數(shù)K=

2

．
（3）鐵紅是一種紅色顏料，其成份是Fe₂O₃．將一定量的鐵紅溶于160mL 5mol?L^-1鹽酸中，再加入一定量鐵粉恰好完全溶解，收集到氣體2.24L（標準狀況），經(jīng)檢測，溶液中無Fe³⁺，則參加反應的鐵粉的質(zhì)量為

11.2g

．

Answer 1

分析：（1）FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板，是利用鐵離子的氧化性氧化銅為銅離子；
（2）①依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
②依據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)，得到變化濃度計算反應速率，計算平衡濃度結(jié)合化學平衡常數(shù)概念計算得到；
（3）參加反應的鐵粉為與鐵離子反應及與氫離子反應的兩部分之和，根據(jù)氫氣的體積計算出與鹽酸反應的鐵的物質(zhì)的量及HCl的物質(zhì)的量，再根據(jù)氯原子守恒，求出氯化鐵的物質(zhì)的量，進而求出與鐵離子反應的鐵的物質(zhì)的量．

解答：解：（1）電子工業(yè)常用30%，的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板，該反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）①a、Fe（s）+

1

2

O₂（g）═FeO（s）△H=-272kJ?mol^-1
b、C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
c、2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-22lkJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律b-c÷2-a得到：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H=-1lkJ?mol^-1；
故答案為：一1lkJ?mol^-1；
②陽極圖象分析，從開始至達到平衡過程中CO的濃度變化為0.75mol/L-0.25mol/L=0.5mol/L；時間為8min，所以v=

0.5mol/L

8min

=0.625mol?L^-1?min^-1；
FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）平衡狀態(tài)物質(zhì)的濃度為：c（CO）=0.25mol/L，c（CO₂）=0.5mol/L，K=

c(CO2)

c(CO)

=

0.5mol/L

0.25mol/L

=2；
故答案為：0.625mol?L^-1?min^-1；2；
（3）氫氣的物質(zhì)的量為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H₂，
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根據(jù)氯原子守恒，所以氯化鐵的物質(zhì)的量為

1

3

×（0.16L×5mol/L-0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl₃
0.1mol 0.2mol
所以參加反應的鐵粉的質(zhì)量為（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案為：11.2g．

點評：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的應用，熱化學方程式和蓋斯定律 的計算分析，圖象分析判斷計算速率和平衡常數(shù)，元素守恒的計算應用，題目難度中等．