Question

I．一定條件下鐵可以和CO₂發(fā)生反應(yīng)：Fe+CO₂?FeO（s）+CO（g）．已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）與溫度（T）的關(guān)系如圖甲所示：

（1）一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量CO₂氣體，反應(yīng)過程中CO₂氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖乙所示．5min內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v（CO）=

 

（2）下列措施中能使平衡時

c(CO)

c(CO2)

增大的是

 

（填序號）
A．升高溫度          B．增大壓強(qiáng)
C．充入一定量CO      D．再加入一些鐵粉
Ⅱ．如圖裝置中甲燒杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO₄溶液．反應(yīng)一段時間后，停止通電．取出Cu電極，洗滌干燥稱量，電極增重0.64g．
（3）電源的M端為

 

極，甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)為

 

；
（4）乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為

 

；
（5）甲、乙兩燒杯中生成的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下共

 

mL．

Answer 1

考點：反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素,電解原理

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計算5分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v（CO）；
（2）根據(jù)反應(yīng)前后氣體的計量數(shù)之和關(guān)系以及壓強(qiáng)對平衡移動的影響分析；
（3）反應(yīng)一段時間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH^-離子，電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，連接電源的負(fù)極，即M端為正極，N端為負(fù)極，陽極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，
（4）乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂↑+H₂O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-═Cu，電解的總反應(yīng)為2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；
（5）根據(jù)電極反應(yīng)和串聯(lián)電路各極上轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相等進(jìn)行計算．

解答： 解：（1）根據(jù)圖乙可知，5分鐘內(nèi)一氧化碳的濃度變化為1.0mol/L，所以CO的平均反應(yīng)速率v（CO）=

1.0mol/L

5min

=0.2mol/（L?min），
故答案為：0.2mol/（L．min）；
（2）A．該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，c（CO）增大c（CO₂）減小，所以 c（CO）/c（CO₂）的值增大，故A正確；
B．該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的體積不變，增大壓強(qiáng)平衡不移動，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故B錯誤； 
C．充入一定量CO，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，則c（CO）/c（CO₂）不變，故C錯誤；
D．鐵粉為固體，濃度為定值，增加鐵粉的用量，不影響平衡，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故D錯誤；
故答案為：A；
（3）反應(yīng)一段時間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH^-離子，電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，連接電源的負(fù)極，即M端為正極，N端為負(fù)極，陽極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，
故答案為：正；Fe-2e^-═Fe²⁺；
（4）乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂↑+H₂O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-═Cu，電解的總反應(yīng)為2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；
（5）取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，則生成Cu的物質(zhì)的量為

0.64g

64g/mol

=0.01mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.01mol×2=0.02mol，
根據(jù)甲燒杯產(chǎn)生氣體的電極反應(yīng)計算生成氣體的體積，
2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
     2mol     22.4L
     0.02mol   V₁
得V₁=0.224L，
4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O
   4mol  22.4L
   0.02mol   V₂
 得V₂=0.112L，
甲、乙兩燒杯中生成的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為：0.224L+0.112L=0.336L=336ml，
故答案為：336．

點評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、電化學(xué)知識，綜合性強(qiáng)，題目難度中等，做題時注意電極的判斷和電極反應(yīng)的書寫，注意串聯(lián)電路中各電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，利用反應(yīng)的方程式計算．