Question

8．鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用．
（1）如圖3是研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖．在圖中A、B、C、D四個(gè)部位中，生成鐵銹最多的部位是B（填字母）；
（2）已知t℃時(shí)，反應(yīng)FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)K=0.25，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$：t℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n（CO）：n（CO₂）=4；t℃時(shí)，若在1L密閉容器中加入0.02molFeO（s）、xmolCO，平衡時(shí)FeO的轉(zhuǎn)化率為50%，則x=0.05；
（3）高鐵酸鉀是一種高效的多功能的水處理劑．工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)，有關(guān)反應(yīng)原理為：
3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH═2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O
Na₂FeO₄+2KOH═K₂FeO₄+2NaOH
實(shí)驗(yàn)證明：反應(yīng)的溫度、原料的濃度及配比對(duì)高錳酸鉀的產(chǎn)率都有影響．圖1為不同溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃不同質(zhì)量濃度對(duì)K₂FeO₄生成率的影響．圖2為一定溫度下，NaClO不同質(zhì)量濃度對(duì)K₂FeO₄生成率的影響．
①工業(yè)生產(chǎn)中，反應(yīng)進(jìn)行的適宜溫度為26℃；此時(shí)Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液的理想的質(zhì)量濃度之比是6：5；
②高鐵酸鉀做水處理劑時(shí)的作用主要有殺菌消毒、吸附懸浮物（答出2條即可）．

Answer 1

分析 （1）中性或弱酸性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵接觸空氣、水時(shí)腐蝕最嚴(yán)重；
（2）平衡常數(shù)是指生成物平衡濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)冪乘積與反應(yīng)物平衡濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)冪乘積的比；
根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可知，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n（CO）：n（CO₂）等于平衡常數(shù)的倒數(shù)；
用x表示出平衡時(shí)CO、二氧化碳物質(zhì)的量，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答；
（3）①由圖1可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度一定，溫度在26℃時(shí)，K₂FeO₄的生成率最高，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度在330g/L時(shí)，K₂FeO₄的生成率最高，由圖2可知，NaClO在275g/L時(shí)，K₂FeO₄的生成率最高，據(jù)此計(jì)算Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比；
②高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以殺菌消毒，還原得到鐵離子水解形成氫氧化鐵膠體，可以吸附水中懸浮物．

解答 解：（1）海水溶液呈中性，則鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鋼鐵接觸空氣、水時(shí)腐蝕最嚴(yán)重，所以B處腐蝕最嚴(yán)重，故答案為：B；
（2）反應(yīng)FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$，t℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n（CO）：n（CO₂）=$\frac{1}{K}$=$\frac{1}{0.25}$=4，t℃時(shí)，
若在1L密閉容器中加入0.02molFeO（s）、xmolCO，平衡時(shí)FeO的轉(zhuǎn)化率為50%，轉(zhuǎn)化的FeO為0.01mol，則：
           FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
起始量（mol）：0.02    x               0
變化量（mol）：0.01    0.01            0.01
平衡量（mol）：0.01    x-0.01          0.01
則$\frac{0.01}{x-0.01}$=0.25，解得x=0.05，
故答案為：$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$；4；0.05；
（3）①由圖1可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度一定，溫度在26℃時(shí)，K₂FeO₄的生成率最高，故工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃．
由圖1可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度在330g/L時(shí)，K₂FeO₄的生成率最高，由圖2可知，NaClO在275g/L時(shí)，K₂FeO₄的生成率最高，所以Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為330g/L：275g/L=6：5，
故答案為：26；6：5；
②高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以殺菌消毒，還原得到鐵離子水解形成氫氧化鐵膠體，可以吸附水中懸浮物，
故答案為：殺菌消毒、吸附懸浮物．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、金屬腐蝕、條件控制選擇等，難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)及靈活運(yùn)用知識(shí)、閱讀獲取信息、分析解決問題的能力．