Question

【題目】鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質及化合物有著各自的性質。在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發生下列反應：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。

（1）①該反應的平衡常數表達式為：K=___。

②該溫度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質鐵11.2g。則10min內CO的平均反應速率為___。

（2）請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應已達到平衡狀態：①___②___。

（3）明礬KAl(SO4)2·12H2O的水溶液呈___性（填”酸性、堿性、中性），溶液中各離子的濃度從大到小的順序為____。

（4）寫出氫氧化鋁在水中發生酸式電離的電離方程式：___，欲使上述體系中Al3+濃度增加，可加入的物質是____。

（5）某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發生鋁熱反應。下列反應速率(v)和溫度(T)的關系示意圖中與鋁熱反應最接近的是____。

a. b. c. d.

Answer 1

【答案】 0.015mol(Lmin) CO或（CO2）的生成速率與消耗速率相等 CO（或CO2）的質量不再改變 酸性 c(SO42-)＞c(K+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-) Al(OH)3H++AlO2-+H2O 鹽酸 b

【解析】

(1)①平衡常數為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；

②先根據化學方程式計算出消耗的CO的物質的量，然后根據V==求出CO的化學反應速率；

(2)根據化學平衡狀態的特征分析，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數以及百分含量不變；

(3)明礬是KAl(SO4)212H2O，結合鋁離子水解呈酸性分析；

(4)根據Al(OH)3的酸式電離；根據Al(OH)3的堿式電離平衡以及外界條件對電離平衡的影響；

(5)根據通過加熱引發鋁熱反應以及鋁熱反應為放熱反應以及溫度升高化學反應速率加快分析。

(1)①因平衡常數等于生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積，則K=；

②生成了單質鐵的物質的量為：=0.2mol，則：

Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

0.3mol 0.2mol

所以CO的反應速率V====0.015mol/(Lmin)；

(2)因當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數以及百分含量不變，所以說CO或(CO2)的生成速率與消耗速率相等、CO(或CO2)的質量不再改變能說明該反應已達到平衡狀態；

(3)明礬是KAl(SO4)212H2O，其溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁使溶液顯酸性，水解離子反應為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+；溶液中不水解的二元硫酸根離子濃度最大，所以離子濃度大小順序為：c(SO42-)＞c(K+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)；

(4)Al(OH)3的酸式電離：Al(OH)3H++AlO2-+H2O，同時還存在堿式電離：Al(OH)3Al3++3OH-，加入鹽酸，與OH-反應，堿式電離平衡正向移動，Al3+濃度增加；

(5)因通過加熱引發鋁熱反應，所以開始速率為零，一旦反應，反應放熱，溫度不斷升高，化學反應速率加快，故答案為b。