(2011•昌平区二模)铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关,回答下列问题

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  • 解题思路:(1)①根据化合价代数和为0计算铁的化合价;

    ②Al3+水解形成氢氧化铝胶体.

    (2)①平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值;

    ②由表中数据可知,温度越高平衡常数越大,即升高温度平衡向正反应方向进行,温度升高平衡向吸热方向进行;

    ③令CO平衡浓度为cmol/L,根据三段式求出平衡时,反应混合物气体各组分的平衡浓度,代入①中平衡常数k,列方程计算;

    ④A、缩小体积,压强增大,反应前后体积不变,改变压强不影响平衡;

    B、通入二氧化碳,二氧化碳浓度增大,平衡向其浓度减小的方向移动;

    C、升高温度平衡向吸热方向移动;

    D、使用催化剂,加快反应速率,不影响平衡移动.

    ⑤根据盖斯定律求算;

    (3)参加反应的铁粉为与铁离子反应及与氢离子反应的两部分之和,根据氢气的体积计算出与盐酸反应的铁的物质的量及HCl的物质的量,再根据氯原子守恒,求出氯化铁的物质的量,进而求出与铁离子反应的铁的物质的量.

    (1)①令铁酸钠(Na2FeO4)中铁元素的化合价为n,则1×2+n+(-2)×4=0,解得n=+6,故答案为:+6;

    ②Al3+水解形成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,可以净水,离子方程式为Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,故答案为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+

    (2)①平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,所以平衡常数k=

    c(CO)

    c(CO2),故答案为:k=

    c(CO)

    c(CO2);

    ②由表中数据可知,温度越高平衡常数越大,即升高温度平衡向正反应方向进行,温度升高平衡向吸热方向进行,所以正反应为吸热反应,即a>0,故答案为:大于;

    ③令CO平衡浓度为cmol/L,根据三段式求出平衡时,反应混合物气体各组分的平衡浓度,

    Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)

    开始(mol/L):2 0

    变化(mol/L):cc

    平衡(mol/L):2-c c

    所以[c/2-c]=1,解得c=1,

    故答案为:1mol/L;

    ④A、缩小体积,压强增大,反应前后体积不变,改变压强不影响平衡,故A错误;

    B、通入二氧化碳,二氧化碳浓度增大,平衡向其浓度减小的方向移动,即向正反应移动,故B正确;

    C、该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,即向正反应进行,故C正确;

    D、使用催化剂,加快反应速率,不影响平衡移动,故D错误.

    故选:BC;

    ⑤已知:反应ⅠFe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g)△H=a kJ・mol-1

    反应ⅡCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=b kJ・mol-1

    所以,反应Ⅰ+反应Ⅱ得:Fe(s)+[1/2]O2(g)=FeO(s)△H=(a+b)kJ・mol-1

    即2Fe(s)+O2(g)=2FeO(s)△H=2(a+b)kJ・mol-1

    故答案为:2(a+b)kJ・mol-1

    (3)氢气的物质的量为[2.24L/22.4L/mol]=0.1mol,

    Fe~~~~2HCl~~~H2

    0.1mol 0.2mol 0.1mol

    根据氯原子守恒,所以氯化铁的物质的量为[1/3]×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol,

    Fe~~~2FeCl3
    0.1mol 0.2mol

    所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g,

    故答案为:11.2g.

    点评:

    本题考点: 化学平衡的计算;化学平衡的影响因素;盐类水解的应用.

    考点点评: 本题综合性较大,涉及化学平衡、盐类水解、热化学反应方程式等,难度中等,注意(3)中利用关系式计算,简化计算.