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(1)铁的化合物应用十分广泛.一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+4CO2(g)?Fe3O4(s)+4CO(g);△H>0
T℃时,反应在VL密闭容器中经10min达到平衡,平衡常数的表达式为
 
;若反应生成了a mol CO,则υ(CO2)为
 
;
(2)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图1所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.

①写出Y参加的电极反应式
 
;
②反应一段时间后,电解池和燃料电池中溶液pH的变化分别是
 
、
 
(填‘升高’、‘降低’或‘不变’);
(3)①高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂.其生产方法之一是在强碱性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物.现产生了66.4g高铁酸钠,转移电子数目为
 
;
②高铁酸钠生产方法之二电解法:用隔膜式电解槽(隔膜只允许阴离子通过),如图2所示装置.写出阳极的电极反应式
 
;当产生与①质量相同的高铁酸钠时,阴极槽内溶液质量的变化为
 
 g.
考点:产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线,化学平衡建立的过程,电解原理
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)根据平衡常数的定义进行书写;根据化学反应速率的定义进行计算;
(2)根据图片知,B装置中通入空气和Y,空气作氧化剂,且整个装置是原电池和电解池组合的装置,B能自发的进行氧化还原反应,所以B是原电池,则A是电解池;
燃料电池中氢气是燃料,在负极上投放,空气是氧化剂,在正极上投放,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,电解池中,电解氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时得到氢氧化钠;
(3)①根据化合价升降进行计算;
②电解时阳极发生氧化反应,电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O;阴极发生还原反应,电极方程式为6H2O+6e-═3H2↑+6OH-.
解答: 解:(1)Fe(s)+4CO2(g)?Fe3O4(s)+4CO(g),该反应的平衡常数的表达式为:
c(CO)4
c(CO2)4
;
反应生成了amolCO,则参加反应的二氧化碳为amol,故υ(CO2)=
△n
V
t
=
amol
VL
10min
=
a
10V
mol/(L?min),
故答案为:
c(CO)4
c(CO2)4
;
a
10V
mol/(L?min);
(2)①根据图片知,B装置中通入空气和Y,空气作氧化剂,且整个装置是原电池和电解池组合的装置,B能自发的进行氧化还原反应,所以B是原电池,则A是电解池;原电池中燃料是氢气,所以Y是氢气,失电子发生氧化反应,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O,
故答案为:H2-2e-+2OH-=2H2O;
②燃料电池发生的反应为2H2+O2+4e-=2H2O,故溶液的碱性减弱,PH值降低;电解池发生的反应为2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑,溶液碱性增强,PH值升高,
故答案为:降低;升高;
(3)①66.4g高铁酸钠物质的量为
66.4
166
=0.4mol,铁的化合价由+3价升高为+6价,故转移的电子数目为0.4×3NA=1.2NA,
故答案为:1.2NA;
②电解时阳极发生氧化反应,电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O;
阴极发生还原反应,电极方程式为6H2O+6e-═3H2↑+6OH-,生成0.4mol的高铁酸钠,则生成的氢气为1.2mol,质量为2.4g,
故答案为:Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O;2.4.
点评:本题考查了原电池和电解质原理,从电极上的电极反应来分析解答,明确燃料电池原料是解本题的关键,难度中等.
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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列叙述正确的是(  )
A、48g O3和O2的混合气体中含有6.02×1023个分子
B、常温常压下,4.6g NO2气体含有1.806×1023个原子
C、0.5mol?L-1 1L CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
D、标准状况下,3.36L H2O含有9.03×1023个分子H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
试回答下列问题:
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
 
(选填“A、B、C、D、E”).
n(CO) n(H2O) n(H2) n(CO2)
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
E 3 1 2 1
(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)?2CO(g)平衡常数为K;
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)平衡常数为K1;CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)平衡常数为K2;则K、K1、K2之间的关系是
 
.
(3)在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速通过碱石灰,将所得混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842kJ(已知CO燃烧热为283kJ?mol-1,H2燃烧热为286kJ?mol-1),则T℃平衡常数K=
 
.

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下列各种化学符号:
 
16
8
O2、
 
18
8
O2、
 
35
17
Cl、
 
37
17
Cl、
 
3
1
H、
 
4
2
He、
 
40
18
Ar、
 
40
19
K;其中
(1)表示核素的符号共有
 
种.
(2)互为同位素的是
 
和
 
.
(3)中子数相等.但质子数不相等的是
 
和
 
.
(4)质量数相等.但不能互称同位素的是
 
和
 
.

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(1)下列7种固态物质:A.P4、B.SiO2、C.NH4Cl、D.Ca(OH)2、E.NaF、F.CO2(干冰)、G.金刚石,回答下列问题:
①熔化时不需要破坏化学键的是
 
,熔化时需要破坏共价键的是
 
.
②既有离子键又有共价键的是
 
.
(2)某元素最高正化合价为+6,其最低负价为
 
.某元素R与氢形成的气态氢化物的化学式为RH3,其最高价氧化物的化学式为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

木炭在空气中燃烧是一个放热反应,为什么木炭燃烧时必须先引火点燃?点燃后停止加热,木炭能够继续燃烧吗?为什么?

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科目:高中化学 来源: 题型:

A、B、C、X是中学化学常见物质,均由前18号元素组成,转化关系如图.请针对以下三种不同情况回答:
(1)若A、B、C中均含同一种常见金属元素,该元素在C中以阴离子形式存在,B是白色胶状沉淀.
①A中含有的金属元素为
 
.
②该金属元素的单质与某氧化物在高温下反应,可用于焊接铁轨及定向爆破,反应的化学反应方程式为
 
.
(2)若A为固态非金属单质,且有多种同素异形体,B为无色无味有毒的可燃气体,
①B的化学式为
 
.
②镁条能在C中剧烈燃烧,反应的化学方程式为:
 
.
(3)若A、B、C的焰色反应均呈黄色,它们水溶液均为碱性,C是一种常见的食用碱,也是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一.
①B生成C的反应方程式是
 
.
②自然界中存在B、C和H2O按一定比例结晶而成的固体.取一定量该固体溶于水配成200mL溶液,测得溶液中金属阳离子的浓度为0.5mol/L.若取相同质量的固体加热至恒重,剩余固体的质量为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

将4.2克某金属溶于240mL稀硝酸溶液,反应中收集到标准况下的NO 1.68L,然后又向稀硝酸中加入该金属的氧化物RO 6.48g,恰好完全反应,并放出气体,反应完全后,溶液中的金属离子为R3+.请填空:
(1)金属R的相对原子质量是
 
.
(2)原稀硝酸溶液的物质的量浓度是
 
mol/L.
(3)反应中被还原的硝酸的物质的量是
 
mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知25℃、101kPa条件下:
①4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s);△H=-2834.9kJ?mol-1
②4Al(s)+2O3(g)═2Al2O3(s);△H=-3119.1kJ?mol-1  由此得出的正确结论是(  )
A、等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为吸热反应
B、反应①可确定铝的燃烧热是708.7KJ
C、O3比O2稳定,由O2变O3为放热反应
D、反应②可确定铝的燃烧热是779.78kJ?mol-1

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