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鐵及其化合物在日常生活生產(chǎn)中應用廣泛,研究鐵及其化合物的應用意義重大。回答下列問題:
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(1)已知高爐煉鐵過程中會發(fā)生如下反應:
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)   ΔH1
Fe2O3(s)+
1
3
CO(g)=
2
3
Fe3O4(s)+
1
3
CO2(g)   ΔH2
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)   ΔH3
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)   ΔH4
則ΔH4的表達式為ΔH4=
ΔH2+
2
3
ΔH3
ΔH2+
2
3
ΔH3
(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。
(2)把高爐出來的氣體經(jīng)過處理后通入NaOH溶液中完全吸收,再用0.01mol?L-1的鹽酸溶液進行滴定,所得氣體與滴入的鹽酸體積的關系如圖1,則滴定前溶液中離子濃度由大到小的順序為:
c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
。
(3)鐵等金屬可用作CO與氫氣反應的催化劑。已知某種催化劑可用來催化反應CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)   ΔH<0。在T℃、106Pa時將1molCO和3molH2加入容積不變的密閉容器中,實驗測得CO的體積分數(shù)φ(CO)如下表:
t/min 0 10 20 30 40 50
φ(CO) 0.25 0.23 0.214 0.202 0.200 0.200
①能判斷反應CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)達到平衡的是
ad
ad
(填字母)。
a.容器內壓強不再發(fā)生變化
b.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c.v(CO)=3v(H2
d.混合氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生變化
②達到平衡時CO的轉化率為
33.3%
33.3%
。
③某種含鐵催化劑可以催化合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)?CH2=CH2(g)+4H2O(g)。已知溫度對CO2的平衡轉化率、實際催化率和催化劑催化效率的影響如圖2所示,結合圖像分析溫度低于250℃時CO2實際轉化率變化的原因:
溫度低于250℃時,隨著溫度升高,催化劑活性增強,反應速率加快,二氧化碳的實際轉化率變大
溫度低于250℃時,隨著溫度升高,催化劑活性增強,反應速率加快,二氧化碳的實際轉化率變大
。
(4)科學家最近采用碳基電極材料,在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上,設計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如圖3所示.負極區(qū)發(fā)生的反應有Fe3++e?=Fe2+、
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(寫反應方程式)。

【答案】ΔH2+
2
3
ΔH3;c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);ad;33.3%;溫度低于250℃時,隨著溫度升高,催化劑活性增強,反應速率加快,二氧化碳的實際轉化率變大;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/9/12 9:0:8組卷:21引用:3難度:0.7
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