Question

鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛．
（1）一定條件下，F(xiàn)e與CO₂可發(fā)生反應(yīng)：2Fe（s）+3CO₂（g）?Fe₂O₃（s）+3CO（g）該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）隨溫度（T）升高而增大．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c3(CO)

c3(CO2)

．（填表達(dá)式）②下列措施中，能使平衡時(shí)

c(CO)

c(CO2)

增大的是

A

（填標(biāo)號(hào)）．
A．升高溫度  B．增大壓強(qiáng)  C．充入一定量CO    D．再加一些鐵粉

（2）圖1裝置發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺

．
（3）圖2裝置中甲燒杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO₄溶液．反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞溶液，觀(guān)察到石墨電極附近首先變紅．
①電源的M端為

正

極，甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)為

Fe-2e^-═Fe²⁺

．
②乙燒杯中電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

．
③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱(chēng)量、電極增重 0.64g，甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為

224

mL．

Answer 1

分析：（1）①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，據(jù)此書(shū)寫(xiě)；
②2Fe（s）+3CO₂（g）?Fe₂O₃（s）+3CO（g）該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）隨溫度（T）升高而增大，

2

3

Fe（s）+CO₂（g）?

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c(CO)

c(CO2)

，應(yīng)升高溫度使之增大；
（2）圖1裝置為原電池，本質(zhì)是銅與鐵離子反應(yīng)生成銅離子與亞鐵離子；
（3））①反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀(guān)察到石墨電極附近首先變紅，說(shuō)明在石墨電極上生成OH^-離子，電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，連接電源的負(fù)極，即M端為正極，N端為負(fù)極，甲燒杯中鐵電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺；
②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂↑+H₂O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-═Cu，電解的總反應(yīng)為2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
③根據(jù)電極反應(yīng)和串聯(lián)電路各極上轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相等進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）①2Fe（s）+3CO₂（g）?Fe₂O₃（s）+3CO（g）平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c3(CO)

c3(CO2)

，故答案為：

c3(CO)

c3(CO2)

；
②2Fe（s）+3CO₂（g）?Fe₂O₃（s）+3CO（g）該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）隨溫度（T）升高而增大，

2

3

Fe（s）+CO₂（g）?

1

3

Fe₂O₃（s）+CO（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式k=

c(CO)

c(CO2)

，應(yīng)升高溫度使之增大，故答案為：A；
（2）裝置1為原電池，負(fù)極為Cu，電極反應(yīng)為：Cu-2e^-═Cu²⁺，正極為石墨，電極反應(yīng)為2Fe+2e^-═2Fe²⁺，反應(yīng)的總方程式為2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）①反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀(guān)察到石墨電極附近首先變紅，說(shuō)明在石墨電極上生成OH^-離子，電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，連接電源的負(fù)極，即M端為正極，N端為負(fù)極，陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，故答案為：正；Fe-2e^-═Fe²⁺；
②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂↑+H₂O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-═Cu，電解的總反應(yīng)為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
③取出Cu電極，洗滌、干燥、稱(chēng)量、電極增重0.64g，則生成Cu的物質(zhì)的量為

0.64g

64g/mol

=0.01mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.01mol×2=0.02mol，
根據(jù)甲燒杯產(chǎn)生氣體的電極反應(yīng)計(jì)算生成氣體的體積，
 2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
     2mol     22.4L
     0.02mol   V
V=

22.4L×0.02mol

2mol

=0.224L，即224ml，
故答案為：224．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、電化學(xué)知識(shí)，題目難度中等，做題時(shí)注意電極的判斷和電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)，注意串聯(lián)電路中各電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，利用反應(yīng)的方程式計(jì)算．