Question

请回答下列问题：
（1）现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO₂等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途．
①已知：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₁，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H₂．
则反应C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）；△H=______．（用含△H₁、△H₂的代数式表示）
②CO和H₂在一定条件下合成甲醇的反应为：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）；△H₃．现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H₂的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2．

a．该反应的△H₃______0（选填“＜”、“＞”或“=”，下同），K₁______K₂．
b．将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有______．
（2）某燃料电池以熔融态K₂CO₃为电解质，一极通入CO，另一极通入空气和CO₂的混合气体．已知该燃料电池正极反应为2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；则其负极的电极反应式为______．
（3）图3为某温度下，Fe（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度变化情况．据图分析：

该温度下，溶度积常数的关系为：Ksp[Fe（OH）₃]______Ksp[Mg（OH）₂]
（填：＞、=、＜）；如果在新生成的Mg（OH）₂浊液中滴入足量的Fe³⁺，振荡后，白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀，原因是
______．

Answer

（1）①利用盖斯定律来解答；
②a．根据图1升判断出温度对平衡的影响，从图象可以看出，升高温度，甲醇的物质的量减少，说明正反应是放热反应；根据正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大；
b．根据图2，分析反应进行到T3时，反应达平衡，然后温度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反应进行，说明正反应放热，然后根据外界条件对化学平衡的影响来解答；
（2）根据电池反应式=正极反应式+负极反应式，写出负极反应式；
（3）根据图象找出可用来比较Fe（OH）3与Mg（OH）2溶度积常数点，根据溶度积常数的公式计算；
（4）根据Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Mg（OH）2]，利用平衡移动原理来解释．
【解析】
（1）①2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H1   ①
        2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2    ②
盖斯定律得①-②得：2C（s）+2H2O（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H1-△H2，
则反应C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=，故答案为：；
 ②a．图1可以看出，甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大，说明升高温度，甲醇的物质的量减少，即平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，所以△H3＜0，故答案为：＜；
因正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，所以说低温时平衡常数大，故答案为：＞；
b．因正反应为放热反应，同时是气体化学计量数减小的反应，所以可通过升温、减压等措施使平衡逆向移动，故答案为：升温、减压；
（2）电池的总反应为：2CO+O2=2CO2，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，所以负极的电极反应式为：CO+CO32--2e-=2CO2，故答案为：CO+CO32--2e-=2CO2，
（3）由b、c两点得：KSP[Fe（OH）3]=c（Fe3+）•（OH-）3=c（Fe3+）•（10-12.7）3，而KSP[Mg（OH）2]=c（Mg2+）•（OH-）2=c（Mg2+）•（10-9.6）2，因c（Fe3+）=c（Mg2+），所以KSP[Fe（OH）3]＜KSP[Mg（OH）2]，故答案为：＜；浊液中存在溶解平衡：Mg（OH）2⇌Mg2++2OH-，当加入Fe3+后与OH-生成更难溶解的Fe（OH）3，使平衡继续向右移动，最后Mg（OH）2全部溶解转化为红棕色的Fe（OH）3．