Question

铁及其化合物在生产、生活中应用广泛．

Answer 1

解题思路：（1）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，据此书写；

②2Fe（s）+3CO₂（g）⇌Fe₂O₃（s）+3CO（g）该反应的平衡常数（K）随温度（T）升高而增大，[2/3]Fe（s）+CO₂（g）⇌[1/3]Fe₂O₃（s）+CO（g）的平衡常数表达式k=

c(CO)

c(C

O

2

)

，应升高温度使之增大；

（2）图1装置为原电池，本质是铜与铁离子反应生成铜离子与亚铁离子；

（3））①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH^-离子，电极反应为：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，N端为负极，甲烧杯中铁电极为阳极，阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺；

②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH^--4e^-═O₂↑+H₂O，Cu为阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-═Cu，电解的总反应为2Cu²⁺+2H₂O

通电

.

2Cu+O₂↑+4H⁺，

③根据电极反应和串联电路各极上转移电子的数目相等进行计算．

（1）①2Fe（s）+3CO₂（g）⇌Fe₂O₃（s）+3CO（g）平衡常数表达式k=

c3(CO)

c3(CO2)，故答案为：

c3(CO)

c3(CO2)；

②2Fe（s）+3CO₂（g）⇌Fe₂O₃（s）+3CO（g）该反应的平衡常数（K）随温度（T）升高而增大，[2/3]Fe（s）+CO₂（g）⇌[1/3]Fe₂O₃（s）+CO（g）的平衡常数表达式k=

c(CO)

c(CO2)，应升高温度使之增大，故答案为：A；

（2）装置1为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e^-═Cu²⁺，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e^-═2Fe²⁺，反应的总方程式为2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，

故答案为：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；

（3）①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH^-离子，电极反应为：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，

发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，N端为负极，阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，故答案为：正；Fe-2e^-═Fe²⁺；

②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH^--4e^-═O₂↑+H₂O，Cu为阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-═Cu，电解的总反应为2CuSO₄+2H₂O

通电

.

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，

故答案为：2CuSO₄+2H₂O

通电

.

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；

③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为[0.64g/64g/mol]=0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，

根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积，

2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，

2mol 22.4L

0.02mol V

V=[22.4L×0.02mol/2mol]=0.224L，即224ml，

故答案为：224．

点评：

本题考点： 化学平衡常数的含义；原电池和电解池的工作原理；电解原理．

考点点评： 本题考查化学平衡常数、电化学知识，题目难度中等，做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算．