高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效的水处理剂，与水反应的化学方程式为4N...

高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效的水处理剂，与水反应的化学方程式为4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8NaOH。电解制备Na2FeO4装置示意图如图所示。

(1)a是电源的________(填“正”或“负”)极。电解时，石墨电极附近溶液的碱性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。

(2)铁电极的反应式为_________________________________________________。

(3)维持一定的电流强度和电解温度，NaOH起始浓度对Na2FeO4浓度影响如图(电解液体积相同的情况下进行实验)。

①电解3.0 h内，随NaOH起始浓度增大，Na2FeO4浓度变化趋势是________(填“增大”“不变”或“减小”)。

②当NaOH起始浓度为16 mol·L－1时，1.0～2.0 h内生成Na2FeO4的速率是__________mol·L－1·h－1。

(4)提纯电解所得Na2FeO4，采用重结晶、过滤、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用________(填标号)溶液和异丙醇。

A．Fe(NO3)3　　B．NH4Cl　　C．CH3COONa

(5)次氯酸钠氧化法也可以制得Na2FeO4。

已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝a kJ·mol－1

NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1

4Na2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq)　ΔH＝c kJ·mol－1

反应2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝_______kJ·mol－1。

负增强 Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O 增大 8 C －a－3b－c 【解析】电解法制备Na2FeO4，铁元素化合价升高，铁失电子发生氧化反应，所以铁电极是阳极、石墨电极为阴极； (1) 电解法制备Na2FeO4，铁元素化合价升高，所以铁电极是阳极、石墨电极为阴极，a是电源的负极。电解时，阴极反应式是，石墨电极附近溶液的碱性增强； (2)铁电极是阳极，阳极铁失电子生成Na2FeO4，阳极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O； (3)①根据图示，电解3.0 h内，随NaOH起始浓度增大，Na2FeO4浓度增大； ②当NaOH起始浓度为16 mol·L－1时，1.0～2.0 h内Na2FeO4的浓度变化量是16 mol·L－1－8 mol·L－1=8 mol·L－1，1.0～2.0 h内生成Na2FeO4的速率是8 mol·L－1÷1h=8mol·L－1·h－1； (4)由4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8NaOH反应可知，碱性条件能抑制FeO42-与水反应，所以用碱性溶液洗涤最好，Fe(NO3)3、NH4Cl溶液呈酸性， CH3COONa溶液呈碱性，故选C； (5)①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol－1 ②NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g) ΔH＝b kJ·mol－1 ③4Na2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq) ΔH＝c kJ·mol－1 根据盖斯定律，-③÷2 -②×3-①× 得2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝－a－3b－c kJ·mol－1。

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考点分析：

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减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

（1）己知：N2 (g) +O2 (g) =2NO (g) △H=+180.5kJ·mol-1

C (s) +O2 (g) =CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-1

2C (s) +O2(g) =2CO (g) △H=-221 kJ·mol-1

若某反应的平衡常数表达式为：，请写出此反应的热化学方程式___________________。

（2）用CH4催化还原NOx可以消除污染，若将反应CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2设计为原电池，电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体，可以传导O2-，则电池的正极反应式为_______。

（3）利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)己知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是_______（填序号）。

①不同条件下反应，N点的速率最大

②M点时平衡常数比N点时平衡常数大

③温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大

④实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率

（4）在密闭容器中充入5mol CO和4mol NO，发生上述（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

回答下列问题：

①温度：T1______ T2（填“＜”或“＞”）。

②某温度下，若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时，容器的体积为2L，则此时的平衡常数K=______（保留两位有效数字）；用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)=________。

③若在D点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的_______点。

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NaOH溶液可用于多种气体的处理。

(1)CO2是温室气体，可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。

①Na2CO3俗称纯碱，因CO水解而使其水溶液呈碱性，写出CO第一步水解的离子方程式：_________________________________________________________________。

已知25 ℃时，CO第一步水解的平衡常数Kh＝2×10－4 mol·L－1，当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝20∶1时，溶液的pH＝________。

②泡沫灭火器中通常装有NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，请写出这两种溶液混合时的离子反应方程式： _____________________________________________________________。

(2)金属与浓硝酸反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收，反应方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 mol·L－1 CH3COONa溶液，则两份溶液中c(NO)、c(NO) 和c(CH3COO－)由大到小的顺序为____________________，(已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4 mol·L－1，CH3COOH的电离常数Ka＝1.7×10－5 mol·L－1)。可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。