Question

請回答下列問題：
（1）現(xiàn)代工業(yè)將煤炭氣化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO₂等的排放，又可以擴大水煤氣的廣泛用途．
①已知：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₁，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H₂．
則反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；△H=______．（用含△H₁、△H₂的代數(shù)式表示）
②CO和H₂在一定條件下合成甲醇的反應為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H₃．現(xiàn)在容積均為1L的a、b、c、d、e五個密閉容器中分別充入1mol CO和2mol H₂的混合氣體，控溫，進行實驗，測得相關數(shù)據(jù)如下圖1和圖2．



a．該反應的△H₃______0（選填“＜”、“＞”或“=”，下同），K₁______K₂．
b．將容器d中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到容器c中的平衡狀態(tài)，可采取的措施有______．
（2）某燃料電池以熔融態(tài)K₂CO₃為電解質(zhì)，一極通入CO，另一極通入空氣和CO₂的混合氣體．已知該燃料電池正極反應為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；則其負極的電極反應式為______．
（3）圖3為某溫度下，F(xiàn)e（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤旱膒H，金屬陽離子濃度變化情況．據(jù)圖分析：



該溫度下，溶度積常數(shù)的關系為：Ksp[Fe（OH）₃]______Ksp[Mg（OH）₂]
（填：＞、=、＜）；如果在新生成的Mg（OH）₂濁液中滴入足量的Fe³⁺，振蕩后，白色沉淀會全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，原因是
______．

Answer 1

（1）①2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁   ①
        2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂    ②
蓋斯定律得①-②得：2C（s）+2H₂O（g）?2CO（g）+2H₂（g）△H₁-△H₂，
則反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=

△H1-△H 2

2

，故答案為：

△H1-△H 2

2

；
 ②a．圖1可以看出，甲醇的物質(zhì)的量為0.6mol的曲線溫度大，說明升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減少，即平衡逆向移動，說明正反應是放熱反應，所以△H₃＜0，故答案為：＜；
因正反應是放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，所以說低溫時平衡常數(shù)大，故答案為：＞；
b．因正反應為放熱反應，同時是氣體化學計量數(shù)減小的反應，所以可通過升溫、減壓等措施使平衡逆向移動，故答案為：升溫、減壓；
（2）電池的總反應為：2CO+O₂=2CO₂，正極反應為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，所以負極的電極反應式為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故答案為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，
（3）由b、c兩點得：K_SP[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?（OH^-）³=c（Fe³⁺）?（10^-12.7）³，而K_SP[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）?（OH^-）²=c（Mg²⁺）?（10^-9.6）²，因c（Fe³⁺）=c（Mg²⁺），所以K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，故答案為：＜；濁液中存在溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，當加入Fe³⁺后與OH^-生成更難溶解的Fe（OH）₃，使平衡繼續(xù)向右移動，最后Mg（OH）₂全部溶解轉(zhuǎn)化為紅棕色的Fe（OH）₃．