Question

鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切．
（1）如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖．
①該電化腐蝕稱為

 

．
②圖中A、B、C、D、四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是

 

（填字母）．
（2）用廢鐵皮制取鐵紅（Fe₂O₃）的部分流程示意圖如下：

①步驟Ⅰ若溫度過高，將導(dǎo)致硝酸分解．硝酸分解的化學(xué)方程式為

 

．
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe（NO₃）₂+O₂+（2n+4）H₂O═2Fe₂O₃?nH₂O+8HNO₃，反應(yīng)產(chǎn)生的HNO₃又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
③上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是

 

（任寫一項）．
（3）已知t℃時，反應(yīng)FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)K=0.25．
①t℃時，反應(yīng)達(dá)到平衡時n（CO）：n（CO₂）=

 

．
②若在1 L密閉容器中加入0.02mol FeO（s），并通入x mol CO，t℃時反應(yīng)達(dá)到平衡．此時FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，則x=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計算,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),鐵的化學(xué)性質(zhì),鐵的氧化物和氫氧化物

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）①由圖可知，海水溶液為弱酸性，發(fā)生吸氧腐蝕；
②A發(fā)生化學(xué)腐蝕，B發(fā)生電化學(xué)腐蝕，C已經(jīng)腐蝕后有氧化層，D在金屬內(nèi)部；
（2）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃?nH₂O，最后得到鐵紅，
①硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水；
②應(yīng)產(chǎn)生的HNO₃又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₂，則Fe與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水；
③氮氧化物為有毒氣體；
（3）①K=

c(CO2)

c(CO)

，平衡常數(shù)K=0.25，以此計算；
②通入x mol CO，t℃時反應(yīng)達(dá)到平衡．此時FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，即反應(yīng)的FeO為0.02mol×50%=0.01mol，則
    FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
開始0.02      x       0       0
轉(zhuǎn)化0.01     0.01    0.01    0.01
平衡         x-0.01          0.01
結(jié)合平衡常數(shù)計算．

解答： 解：（1）①由圖可知，海水溶液為弱酸性，則Fe失去電子，正極上氧氣得到電子，發(fā)生吸氧腐蝕，故答案為：吸氧腐蝕；
②A發(fā)生化學(xué)腐蝕，B發(fā)生電化學(xué)腐蝕，C已經(jīng)腐蝕后有氧化層，D在金屬內(nèi)部，顯然B中腐蝕速率最快，生成鐵銹最多，故答案為：B；
（2）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃?nH₂O，最后得到鐵紅，
①硝酸分解生成二氧化氮、氧氣、水，該反應(yīng)為4HNO₃

△   .

4NO₂↑+O₂↑+2H₂O，故答案為：4HNO₃

△   .

4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；
②產(chǎn)生的HNO₃又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe（NO₃）₂，則Fe與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、硝酸銨和水，該反應(yīng)為4Fe+10HNO₃═4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，
故答案為：4Fe+10HNO₃═4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O；
③由流程可知，上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是減少了有毒的氮氧化物的生成，氮氧化物排放少，故答案為：氮氧化物排放少；
（3）①K=

c(CO2)

c(CO)

，平衡常數(shù)K=0.25，n（CO）：n（CO₂）=

1

0.25

，即n（CO）：n（CO₂）=4：1，故答案為：4：1；
②通入x mol CO，t℃時反應(yīng)達(dá)到平衡．此時FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，即反應(yīng)的FeO為0.02mol×50%=0.01mol，則
      FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
開始  0.02       x      0        0
轉(zhuǎn)化 0.01       0.01    0.01     0.01
平衡            x-0.01           0.01
則K=

0.01

x-0.01

=0.25，解的x=0.05，故答案為：0.05．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡計算、電化學(xué)腐蝕及物質(zhì)的制備流程等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析能力及計算能力的考查，把握化學(xué)反應(yīng)原理及圖象、流程的分析為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．