Question

【題目】鐵、鈷（Co）、鎳（Ni）是同族元素，它們的化合物在工業(yè)上有重要的應(yīng)用。

（1）現(xiàn)將含0.5mol FeCl3的溶液和含0.5mol KSCN的溶液混合，混合后溶液體積為1L，已知溶液存在平衡：Fe3+(aq)+SCN-(aq) Fe(SCN)2+(aq)（忽略其它過程）。

平衡濃度c[Fe(SCN)2+]與溫度T的關(guān)系如圖所示：

則該反應(yīng)△H____0（填“>”或“<”），溫度為T1時(shí)，反應(yīng)在5秒鐘時(shí)達(dá)到平衡，平c[Fe(SCN)2+]=0.45 mol/L，求達(dá)到平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率v(SCN-)＝____mol·L－1·S－1，該溫度下的Fe3+的平衡轉(zhuǎn)化率為_____，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。

（2）草酸鈷（CoC2O4）是一種難溶于水的淺粉紅色粉末，通常用硫酸鈷溶液和草酸銨溶液反應(yīng)制得，寫出該反應(yīng)的離子方程式：______________________。

（3）已知某溶液中，Co2+、Ni2+的濃度分別為0.60mol/L和1.2mol/L，取一定量的該溶液，向其中滴加NaOH溶液，已知Ksp[Co(OH)2]=6.0×10﹣15，Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10﹣15，當(dāng)Co(OH)2開始沉淀時(shí)，溶液中的值等于______。（取兩位有效數(shù)字）

（4）CoxNi(1-x)Fe2O4 (其中Co、Ni均為+2價(jià)）可用作H2O2分解的催化劑，具有較高的活性。兩種不同方法制得的催化劑在10℃時(shí)催化、分解6%的H2O2溶液的相對(duì)初始速率隨x變化的曲線如圖所示。

由圖中信息可知:__________法制取得到的催化劑活性更高；Co2+、Ni2+ 兩種離子中催化效果較好的是_____________________。

Answer 1

【答案】 < 0.09 90% 180 CO2— + Co2+ = CoCO↓ 3.0 微波水熱 Co2+

【解析】（1）根據(jù)圖像可知升高溫度c[Fe(SCN)2+]減小，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)△H＜0；溫度為T1時(shí)，反應(yīng)在5秒鐘時(shí)達(dá)到平衡，平衡時(shí)c[Fe(SCN)2+]=0.45 mol/L，則消耗SCN－的濃度是0.45mol/L，因此達(dá)到平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率v(SCN-)＝0.45mol/L÷5s＝0.09mol·L－1·S－1，消耗鐵離子是0.45mol，所以該溫度下的Fe3+的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝90%。平衡時(shí)Fe3+(aq)、SCN-(aq)的濃度分別是0.05mol/L，所以該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為＝180。（2）硫酸鈷溶液和草酸銨溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成難溶的草酸鈷，反應(yīng)的離子方程式為CO2— + Co2+ = CoCO↓；（3）當(dāng)Co2+開始沉淀時(shí)，溶液中存在兩個(gè)溶解平衡：CO（OH）2CO2++2OH-，Ni（OH）2Ni2++2OH-，溶液中c(Co2+)/c(Ni2+)=c2(OH-)c(Co2+)/c2(OH-)c(Ni2+)=Ksp[Co（OH）2]/Ksp[Ni（OH）2]=3.0；（4）過氧化氫的分解速率越大，催化劑活性更高，根據(jù)圖象可知，x相同時(shí)，微波水熱法初始速度大于常規(guī)水熱法，故微波水熱法制得催化劑的活性更高；由圖可知，隨x值越大，過氧化氫的分解速率越大，而x增大，Co2+的比例增大，故Co2+的催化活性更高。