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9.铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用,如高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂;又知高炉炼铁过程中发生的主要反应为:$\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)+Q kJ,下表中是该反应在不同温度下的平衡常数:
温度/℃100011151300
平衡常数4.03.73.5
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$;Q>0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,此时υ正>υ逆(填“>”、“<”或“=”).经过10min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=0.006mol/(L•min);
(3)已知:4FeO42-+10H2O?4Fe(OH)3+8OH-+3O2. K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有杀菌消毒、净水(吸附悬浮物);
(4)高铁酸钾水溶液中FeO42-的存在形态及它们的物质的量分数随pH的变化如图所示:
(1)pH=2时溶液存在如下等量关系:c(K+)=2c(H2FeO4)+2c(H3FeO4+)+2c(HFeO4-);
(2)向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O.

分析 (1)K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,纯固体不能列入表达式中,由表格数据可知,温度越高,K越小;
(2)1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,Qc=$\frac{0.1mol/L}{0.1mol/L}$=1<K=4.0,平衡正向移动;
      $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)
开始                        0.1                          0.1
转化                          x                            x
平衡                       0.1-x                         x+0.1
则$\frac{x+0.1}{0.1-x}$=4.0,解得x=0.06mol/L,
结合v=$\frac{△c}{△t}$计算;
(3)K2FeO4具有强氧化性,还原产物铁离子水解生成胶体;
(4)①pH=2时,K2FeO4溶液中阴离子为H3FeO4+、HFeO4-,还存在H2FeO4;
②pH=6的溶液中加入KOH溶液,KOH与HFeO4-反应.

解答 解:(1)K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,纯固体不能列入表达式中,则K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$,由表格数据可知,温度越高,K越小,反应为放热反应,Q>0,
故答案为:$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$;>;
(2)1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,Qc=$\frac{0.1mol/L}{0.1mol/L}$=1<K=4.0,平衡正向移动,则此时υ正>υ逆;
      $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)
开始                        0.1                          0.1
转化                          x                            x
平衡                       0.1-x                         x+0.1
则$\frac{x+0.1}{0.1-x}$=4.0,解得x=0.06mol/L,
υ(CO2)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.06mol/L}{10min}$=0.006 mol/(L•min),
故答案为:>;0.006 mol/(L•min);
(3)K2FeO4具有强氧化性,还原产物铁离子水解生成胶体,则净化水时的作用为杀菌消毒、净水(吸附悬浮物),
故答案为:杀菌消毒;净水(吸附悬浮物);
(4)①pH=2时,K2FeO4溶液中阴离子为H3FeO4+、HFeO4-,还存在H2FeO4,由物料守恒可知,c(K+)=2c(H2FeO4)+2 c(H3FeO4+)+2 c(HFeO4-),
故答案为:2c(H2FeO4)+2 c(H3FeO4+)+2 c(HFeO4-);
②pH=6的溶液中加入KOH溶液,KOH与HFeO4-反应,离子反应为HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O,故答案为:HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O.

点评 本题考查化学平衡常数及计算,为高频考点,把握化学平衡的计算、平衡常数意义、图象及离子反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,综合性较强,题目难度不大.

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19.区别下列各组物质的方法错误的是(  )
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16.工业制取盐酸是用氯碱工业的氢气和氯气反应后得到HCl气体溶于水制得的,有关制取HCl气体的方法正确的是(  )
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4.氢气是清洁能源,也是重要的化工原料.
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②反应S2(g)+2H2(g)?2H2S(g)的△H<(填“>”或“<”)0.
(2)使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2,其生产流程如图2所示.
①此流程的第Ⅰ步反应为CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图3所示,则p1<(填“<”“>”或“=”)p2.
②100℃时,将3mol CH4和4mol H2O通入容积为100L的恒密闭容器中,达到平衡时容器中CO(g)和H2O(g)的浓度相同.100℃时该反应的平衡常数K=0.0216.

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II:CO ( g )+2H2 ( g )=CH3OH ( g )△H=-129.0kJ•mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2 (g)△H=+77.0 kJ/mol.
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A.CO百分含量保持不变
B.容器中H2浓度与CO浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等
(4)工业上利用甲醇部分氧化制备氢气.在一定温度和催化剂作用下,原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图1所示.则在制备H2时发生的主要反应方程式为2CH3OH+O2$→_{△}^{催化剂}$ 2CO2+4H2(已知产物为两种气体);n(O2):n(CH3OH)=0.25时,主要产物为HCHO.
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1.下列有机物的命名及名称书写均正确的是(  )
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a.10mL   b.50mL   c.100mL   d.200mLe.500mLf.1000mL(2)第③步实验的操作步骤是将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌.
(3)图1是某同学转移溶液的示意图,图中的错误是未用玻璃棒引流.
(4)下列操作可能使所配溶液的物质的量浓度偏高的是e(填序号,下同),对配制结果没有影响的是a.
a.选用的容量瓶内有少量的蒸馏水
b.往容量瓶转移溶液时,有少量液体溅出
c.未洗涤稀释浓H2SO4的小烧杯
d.所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中
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