Question

【題目】鋁和鐵的含量在地球金屬元素中處于前兩位，它們的單質(zhì)及化合物應(yīng)用非常廣泛。

（1）鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種新型凈水劑，制取原理如下：Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O

配平上述化學(xué)方程式_____。

（2）工業(yè)上利用Fe2O3和CO反應(yīng)制取鐵，在一定溫度下，反應(yīng)如下：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_____。

②該溫度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質(zhì)鐵11.2g，則10min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為_____。

③請(qǐng)用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)：_____。

a. b.c. d.

（3）某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)。下列反應(yīng)速率（v）和溫度（T）的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是______。

（4）實(shí)驗(yàn)室通常用硫酸鋁溶液和氨水反應(yīng)制備Al(OH)3，寫出該反應(yīng)的離子方程式_____。如果用硫酸鋁溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，能否制得Al(OH)3，簡(jiǎn)要說明原因_____。

Answer 1

【答案】2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O 0.015mol/(L·min) CO（或CO2）的生成速率與消耗速率相等；CO（或CO2）的質(zhì)量不再改變 b Al3++3NH3·H2O→Al（OH）3↓+3NH4+ 不能，Al(OH)3會(huì)溶于氫氧化鈉溶液，不好控制(能，只要控制好加入的氫氧化鈉溶液的量)

【解析】

（1）利用得失電子守恒，配平氧化還原反應(yīng)方程式；

（2）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度的冪次方之積與反應(yīng)物濃度的冪次方之積的比值，固體與純液體不寫；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的不再變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等；

（3）金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越快；

（4）離子方程式書寫的時(shí)候，難溶于水的物質(zhì)、弱電解質(zhì)、難溶物寫成化學(xué)式，易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)寫出離子的形式；氫氧化鋁既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿。

（1）利用得失電子守恒，配平氧化還原反應(yīng)方程式，2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+

6NaNO3+6NaCl+8H2O；

（2）①Fe2O3、Fe為固體，濃度視為不變，不能出現(xiàn)在表達(dá)式中，故K=；

②10min后，生成了單質(zhì)鐵11.2g，則消耗0.3molCO，故10min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為：

=0.015mol/(L·min) ；

③可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，①各組分的濃度保持不變；②正逆反應(yīng)速率相等。故CO（或CO2）的質(zhì)量不再改變說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)， CO（或CO2）的生成速率與消耗速率相等說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；

（3）Al與金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高反應(yīng)速率越大，但反應(yīng)開始時(shí)溫度不是0，對(duì)照?qǐng)D示，b選項(xiàng)符合題意；

（4）NH3·H2O是弱電解質(zhì)，Al(OH)3是難溶于水的物質(zhì)，在離子方程式書寫時(shí)，寫成化學(xué)式，故實(shí)驗(yàn)室通常用硫酸鋁溶液和氨水反應(yīng)制備Al(OH)3的離子方程式：Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+；氫氧化鋁具有兩性，既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿，故用硫酸鋁溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不能制取Al(OH)3，因?yàn)?/span>Al(OH)3會(huì)溶于氫氧化鈉溶液，不好控制；或用硫酸鋁溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，能制取Al(OH)3，只要控制好加入的氫氧化鈉溶液的量。