问题 填空题

铁及其化合物在生产、生活中应用广泛.

(1)一定条件下,Fe与CO2可发生反应:2Fe(s)+3CO2(g)⇌Fe2O3(s)+3CO(g)该反应的平衡常数(K)随温度(T)升高而增大.

①该反应的平衡常数K=______.(填表达式)②下列措施中,能使平衡时

c(CO)
c(CO2)
增大的是______(填标号).

A.升高温度  B.增大压强  C.充入一定量CO    D.再加一些铁粉

(2)图1装置发生反应的离子方程式为______.

(3)图2装置中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液.反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液,观察到石墨电极附近首先变红.

①电源的M端为______极,甲烧杯中铁电极的电极反应为______.

②乙烧杯中电解反应的化学方程式为______.

③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为______mL.

答案

(1)①2Fe(s)+3CO2(g)⇌Fe2O3(s)+3CO(g)平衡常数表达式k=

c3(CO)
c3(CO2)
,故答案为:
c3(CO)
c3(CO2)

②2Fe(s)+3CO2(g)⇌Fe2O3(s)+3CO(g)该反应的平衡常数(K)随温度(T)升高而增大,

2
3
Fe(s)+CO2(g)⇌
1
3
Fe2O3(s)+CO(g)的平衡常数表达式k=
c(CO)
c(CO2)
,应升高温度使之增大,故答案为:A;

(2)装置1为原电池,负极为Cu,电极反应为:Cu-2e-═Cu2+,正极为石墨,电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+,反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

故答案为:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

(3)①反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红,说明在石墨电极上生成OH-离子,电极反应为:2H2O+2e-═2OH-+H2↑,

发生还原反应,为电解池的阴极,连接电源的负极,即M端为正极,N端为负极,阳极反应为Fe-2e-═Fe2+,故答案为:正;Fe-2e-═Fe2+

②乙烧杯电解硫酸铜溶液,石墨为阳极,电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O,Cu为阴极,电极反应为Cu2++2e-═Cu,电解的总反应为2CuSO4+2H2O

 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4

故答案为:2CuSO4+2H2O

 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4

③取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,则生成Cu的物质的量为

0.64g
64g/mol
=0.01mol,转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol,

根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积,

 2H2O+2e-═2OH-+H2↑,

     2mol     22.4L

     0.02mol   V

V=

22.4L×0.02mol
2mol
=0.224L,即224ml,

故答案为:224.

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名词解释