Question

8．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）在水中的反應(yīng)為4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂．圖1是25℃時(shí)K₂FeO₄在不同pH溶液中濃度的變化情況，圖2是K₂FeO₄在不同溫度時(shí)溶液濃度的變化情況．

①pH=4.74時(shí)，反應(yīng)從開始到800min時(shí)平均反應(yīng)速率v（OH^-）=0.001375mol•L^-1•min^-1．
②圖1在800min后，三種溶液中的c（FeO₄^2-）均不再改變．隨著pH的變大，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．
③圖2在240min后，四種溶液中FeO₄^2-的濃度不再變化，下列說法正確的是ad
a．上述反應(yīng)的△H＞0            b．升高溫度，該反應(yīng)pH減小
c．溫度越高，反應(yīng)速率越慢      d．加入鹽酸，F(xiàn)eO₄^2-的濃度減小
④FeO₄^2-在水溶液中的存在形態(tài)如圖3所示．下列說法正確的是
A．不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態(tài)
B．向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)逐漸變大
C．向pH=6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O
⑤高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑．
已知：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂，K₂FeO₄在處理水的過程中所起的作用是殺菌消毒、吸附懸浮物．

Answer 1

分析 ①分析圖象計(jì)算FeO₄^2-離子的變化濃度，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念及反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算得到；
②平衡常數(shù)僅隨溫度變化，不隨溶液酸堿性，離子濃度變化；
③a．圖象分析可知溫度升高，消耗的FeO₄^2-濃度增大，平衡正向進(jìn)行；            
b．升高溫度，消耗的FeO₄^2-濃度增大，平衡正向進(jìn)行，生成氫氧根增多；
c．溫度越高，反應(yīng)速率越塊；
d．加入鹽酸，消耗氫氧根離子，平衡正向移動(dòng)；
④根據(jù)圖象的內(nèi)容來分析圖象所描述的意義；
⑤高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，還原產(chǎn)物能形成膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用．

解答 解：①由圖象分析可知pH=4.74時(shí)，反應(yīng)從開 始到800min，消耗FeO₄^2-離子濃度為1.0mol/L-0.45mol/L=0.55mol/L，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，則平均反應(yīng)速率v（OH^-）=2v（FeO₄^2-）=2×$\frac{0.55mol/L}{800min}$=0.001375mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.001375mol•L^-1•min^-1；
②平衡常數(shù)僅隨溫度變化，不隨溶液酸堿性，離子濃度變化，隨著pH 變大，此反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，故答案為：不變；
③a．圖象分析可知溫度升高，消耗的FeO₄^2-濃度增大，平衡正向進(jìn)行，則說明溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向即正向進(jìn)行，故反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H＞0，故a正確；            
b．升高溫度，消耗的FeO₄^2-濃度增大，平衡正向進(jìn)行，生成氫氧根增多，則該反應(yīng)pH增大，故b錯(cuò)誤；
c．溫度越高，反應(yīng)速率越塊，故c錯(cuò)誤；
d．加入鹽酸，消耗氫氧根離子，平衡正向移動(dòng)，則FeO₄^2-的濃度減小，故d正確；
故選：ad；
④a、由圖象分析，不同PH值時(shí)，溶液中鐵元素的存在形態(tài)及種數(shù)不相同，比如在PH值等于6時(shí)，就只有兩種形態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b、由圖象分析，向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)先增大隨后又減小，故b錯(cuò)誤；
c、由圖象分析，pH=6的這種溶液中，鐵元素的存在形態(tài)有HFeO₄^-和FeO₄^2-，加KOH溶液，只有HFeO₄^-能反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，故c正確；
故答案為：c；
⑤高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有極強(qiáng)的氧化性，是一種優(yōu)良的水處理劑，起到殺菌消毒作用，還原產(chǎn)物還能形成膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用；
故答案為：殺菌消毒、吸附懸浮物．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的判斷、平衡移動(dòng)原理等知識點(diǎn)，注意對圖象的分析是解題的關(guān)鍵，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和靈活運(yùn)用知識解決問題的能力．