Question

（1）已知：2Al(s)+O₂(g)=Al₂O₃(s)  △H=－1644.3kJ·mol^－1

2Fe(s)+O₂(g)=Fe₂O₃(s)   △H=－815.88kJ·mol^－1

写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式            。

（2）高铁酸钾（K₂FeO₄）在水中的反应为4FeO₄^2－+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^－+3O₂。图1是25℃时K₂FeO₄在不同pH溶液中浓度的变化情况，图2是K₂FeO₄在不同温度时溶液浓度的变化情况。

①pH=4.74时，反应从开始到800min时平均反应速率v(OH^－)=             。

②图1在800min后，三种溶液中的c(FeO₄^2－)均不再改变。随着pH的变大，此反应的平衡常数K           （填“变大”、“变小”或“不变”）。

③图2在240min后，四种溶液中FeO₄^2－的浓度不再变化，下列说法正确的是

a．上述反应的△H＞0            b．升高温度，该反应pH减小

c．温度越高，反应速率越慢      d．加入盐酸，FeO₄^2－的浓度减小

④FeO₄^2－在水溶液中的存在形态如图3所示。下列说法正确的是

A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态

B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^－的分布分数逐渐变大

C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFeO₄^－+OH^－=FeO₄^2－+H₂O

⑤高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。

已知：4FeO₄^2－+10H₂O=4Fe(OH)₃+8OH^－+3O₂，K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用是            。

（3）常温常压下，饱和氯水中氯气总浓度约为0.09mol/L，且存在可逆反应：Cl₂ + H₂O HCl + HClO，实验测得约有三分之一的氯气与水发生了反应。反应Cl₂+H₂OHCl+HClO的平衡常数为              。

Answer

（1）2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=－828.42kJ·mol－1；

（2）①0.001375mmol·L－1·min－1；②不变；③ad；④C；⑤消毒，净化；

（3）4.5×10-4；

【解析】

试题分析：（1）铝热反应的反应物是铝粉与氧化铁粉末，生成物是铁和氧化铝， 2Al （s）+O2（g）═Al2O3（s）△H=-1 644.3kJ•mol-1 ①，2Fe （s）+O2（g）═Fe2O3（s）△H=-815.88kJ•mol-1 ②，方程式①-②得2Al （s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe （s）△H=△H（①）-△H（②）=-1 644.3kJ•mol-1-（-815.88kJ•mol-1）=-828.42 kJ mol-1，故答案为：2Al （s）+Fe2O3（s）═Al2O3（s）+2Fe （s）△H=-828.42 kJ•mol-1；

（2）①图象分析可知pH=4.74时，反应从开 始到800min，消耗FeO42-离子浓度为1.0mol/L-0.45mol/L=0.55mol/L，反应的平均反应速率v（FeO42-）=×=6.875×10-7 mol/（L•min），v(OH－)=2v（FeO42-）=1.376×10-6mol/（L•min）；故答案为：1.376×10-6mol/（L•min）；

②平衡常数随温度变化，不随溶液酸碱性，离子浓度变化，随着pH 变大，此反应的平衡常数不变，故答案为：不变；

③A．依据图象分析可知随温度升高消耗FeO42-浓度增大，平衡正向进行，温度升高平衡向吸热反应方向进行，故反应 是吸热反应，△H＞0，正确；b．根据4FeO42－+10H2O4Fe(OH)3+8OH－+3O2 △H＞0，升高温度，平衡正向移动，pH增大，错误；c．温度越高，反应速率越快，错误；d．加入盐酸，平衡正向移动，FeO42－的浓度减小，正确；故选ad；

④A、不同PH值时，溶液中铁元素的存在形态及种数不相同，比如在PH值等于6时，就只有两种形态，故A错误；B、向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数先增大随后又减小，故B错误；C、pH=6的这种溶液中，铁元素的存在形态有HFeO4-和FeO42-，加KOH溶液，只有HFeO4-能反应，发生反应的离子方程式为：HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O，故C正确；故答案为C；

⑤高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂，起到杀菌消毒作用，形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用；故答案为：杀菌消毒、吸附悬浮物；

（3）饱和氯水中氯气总浓度约为0.09mol/L，则

Cl2+H2O H+ + Cl- + HClO

起始浓度：0.09mol/L 0 0 0

转化浓度：0.03mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L

平衡浓度：0.06mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L 0.03mol/L

所以K===4.5×10-4；故答案为：4.5×10-4。

考点：考查了化学平衡的影响因素、化学平衡常数的计算等的相关知识。