Question

铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用，如高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂；又知高炉炼铁过程中发生的主要反应为：

Fe₂O₃（s）+CO（g） Fe（s）+CO₂（g）+ Q kJ，下表中是该反应在不同温度下的平衡常数 ：

温度/℃	1000	1115	1300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

（1）该反应的平衡常数表达式K=______；Q______0（填“＞”、“＜”或“=”）；

（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，此时υ_正___υ_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．经过10min，在1000℃达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO₂）=______；

（3）已知：4FeO₄^2－＋10H₂O4Fe（OH）₃＋8OH^－＋3O₂。 K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用有____________、____________；

（4）高铁酸钾水溶液中FeO₄^2-的存在形态及它们的物质的量分数随pH的变化如下图所示：

（i）pH=2时溶液存在如下等量关系： c（K⁺）=_____________;

（ii）向pH=6的溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为_________。

Answer

＞ ＞ 0.006 mol/（L•min） 杀菌消毒 净水（吸附悬浮物） 2c（H2FeO4）+2 c（H3FeO4+）+2 c（HFeO4－） HFeO4－＋OH－→ FeO42－＋H2O

【解析】

（1）根据平衡常数表达式分析解答；

（2）运用三段式法根据平衡移动原理进行分析解答；

（3）根据物质性质及净水原理分析解答；

（4）根据物料守恒及图示中离子存在信息分析解答。

（1）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，纯固体不能列入表达式中，则K=，由表格数据可知，温度越高，K越小，反应为放热反应，则Q>0，故答案为：；>；

（2）1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，Qc==1υ逆；

则，解得x=0.06mol/L， v（CO2）=，故答案为：>：0.006 mol/（L•min）；

（3）K2FeO4具有强氧化性，还原产物铁离子水解生成胶体，则净化水时的作用为杀菌消毒、净水（吸附悬浮物），故答案为：杀菌消毒；净水（吸附悬浮物）；

（4）（i）pH=2时，K2FeO4溶液中离子为H3FeO4+、HFeO4－，还存在H2FeO4，由物料守恒可知，c（K+）=2c（H2FeO4）+2 c（H3FeO4+）+2 c（HFeO4－），故答案为：2c（H2FeO4）+2 c（H3FeO4+）+2 c（HFeO4－）；

（ii）pH=6的溶液中加入KOH溶液，KOH与HFeO4-反应，离子方程式为：HFeO4－＋OH－= FeO42－＋H2O，故答案为： HFeO4－＋OH－= FeO42－＋H2O。