Question

【題目】化學反應原理是研究和學習化學的重要依據(jù)。回答下列問題：

（1）已知氫氣的燃燒熱△H＝﹣285.5kJmol﹣1，則電解水的熱化學方程式為_____

（2）在298K、101kPa下，2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H＝﹣198kJmol﹣1，則相同條件下，2mol SO2和 1 mol O2充分反應，最終放出的熱量_____198kJ（填“大于”“小于或“等于”）；該反應的平衡常數(shù)表達式K＝_____。

（3）25℃時，下表為一些難溶電解質(zhì)的相關數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀時的pH	5.8	4.1	2.0
完全沉淀時的pH	8.3	6.4	3.2

常溫下，除去酸性CuCl2溶液中含有的少量FeCl2，其操作步驟為：

①應先加入_____（填試劑名稱），發(fā)生的離子反應方程式為_____

②再加入CuO，調(diào)節(jié)溶液的pH在_____范圍內(nèi)，使溶液中的Fe3+轉化為Fe（OH）3沉淀，過濾。

Answer 1

【答案】H2O(l)＝H2(g)+O2(g) △H＝+285.5 kJmol﹣1 小于 雙氧水（或氯水） H2O2+2Fe2++2H+＝2Fe3++2H2O（或Cl2+2Fe2+＝2Fe3++2Cl﹣） 3.2≤pH＜4.1

【解析】

（1）利用蓋斯定律求反應熱；

（2）可逆反應的特點、以及和反應熱的關系；

（3）pH和Ksp的應用。

(1)氫氣的燃燒熱的熱化學方程式：H2(g)+O2(g)＝H2O(l) △H＝-285.5 kJmol﹣1，根據(jù)蓋斯定律，可以寫出液態(tài)水電解的熱化學方程式，答案為H2O(l)＝H2(g)+O2(g) △H＝+285.5 kJ/mol；（2）可逆反應，不能反應到底，2molSO2和1molO2充分反應不能完全生成2molSO3，而熱化學方程式表示的是完全反應生成2molSO3時的反應熱，所以反應最終放熱比198kJ小；根據(jù)方程式就可以寫出平衡常數(shù)表達式；答案為小于 ；

（3）從表中的數(shù)據(jù)可以知道，并不能利用生成Fe(OH)2而除去Fe2+ ,因為Fe(OH)2和Cu(OH)2開始沉淀的pH到完成沉淀的pH有重疊的部分，所以不能直接除去 Fe2+，但是Fe(OH)3和Cu(OH)2開始沉淀的pH到完成沉淀的pH沒有重疊的部分，Fe3+完全沉淀，Cu2+還沒有開始沉淀，所以可以將Fe2+轉化為Fe3+,以便除去。

①將Fe2+轉化為Fe3+,需要加入氧化劑，但是不能引入新的雜質(zhì)，可以選用雙氧水，陰離子是Cl-,也可以使用氯氣，根據(jù)氧化還原和電荷守恒配平方程式；答案雙氧水（或氯氣） H2O2+2Fe2++2H+＝2Fe3++2H2O（或Cl2+2Fe2+＝2Fe3++2Cl﹣）

②Fe3+需要完全沉淀，Cu2+沒有開始沉淀，所以pH的范圍為3.2≤pH＜4.1；答案為3.2≤pH＜4.1。