(15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)右图是…——2014 高考化学第 24 题答案解析

2014_省自主命题(福建)

2014 福建 第 24 题 解答题 区分题
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24.(15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。

(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为 o

②图中A、B、C、D 四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。

(2)用废铁皮制取铁红 $\left( \mathrm { F e } _ { 2 } \mathbf { O } _ { 3 } \right)$ 的部分流程示意图如下:

①步骤 I若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为

②步骤 II中发生反应: $4 \mathrm { F e ( N O _ { 3 } ) _ { 2 } + O _ { 2 } + ( 2 n + 4 ) H _ { 2 } O = 2 F e _ { 2 } O _ { 3 } \bullet \ n H _ { 2 } O + 8 H N O _ { 3 } }$,反应产生的 $\mathrm { H N O } _ { 3 }$ 又将废铁皮中的铁转化为 $\mathrm { F e } ( \mathrm { N O } _ { 3 } ) _ { 2 }$,该反应的化学方程式为 C

③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。

(3)已知 t℃时,反应 $\mathrm { F e O ( s ) + C O ( g ) = \Delta F e ( s ) + C O _ { 2 } ( g ) }$ 的平衡常数 K=0.25。

①t℃时,反应达到平衡时 n(CO):n(CO<sub>2</sub>)= 0

②若在 1 L 密闭容器中加入 0.02 mol FeO(s),并通入 xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时 ${ \mathrm { F e O } } ( { \mathrm { s } } )$ 转化率为50%,则x=

参考答案

(1) ①吸氧腐蚀; (2) 3 $\textcircled { 1 } 4 \mathrm { H N O } _ { 3 } \triangleq 4 \mathrm { N O } _ { 2 } \uparrow + 0 _ { 2 } \uparrow + 2 \mathrm { H } \cdot \mathrm { O }$

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【答案】

(1) ①吸氧腐蚀 ②3

$\textcircled { 1 } 4 \mathrm { H N O } _ { 3 } \triangleq 4 \mathrm { N O } _ { 2 } \uparrow + 0 _ { 2 } \uparrow + 2 \mathrm { H } \cdot \mathrm { O }$

$$ \textcircled { 2 } 4 \mathbb { F } \mathsf { e } + 1 0 \mathbb { H } \mathbb { N } , \mathsf { O } _ { 3 } = 4 \mathbb { F } \mathsf { e } ( \mathbb { N } ^ { \top } \mathbb { O } _ { 3 } ) _ { 2 } + \mathbb { N } \mathbb { H } _ { 4 } \mathrm { N } \mathsf { O } _ { 3 } + 3 \mathbb { H } _ { 2 } \mathsf { O } $$

③氮氧化物排放少(或其他合理答案)

$\textcircled{1 } 4 : ~ 1$

【解析】结合铁的吸氧腐蚀原理分析第(1)题;应用书写陌生反应方程式的方法回答第(2)题;结合化学平衡常数的表达式、化学平衡的三段式分析法分析计算第(3)题。

(1)①钢铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀。

②在B点的海水中氧气浓度最大,发生的吸氧腐蚀最快,生成的铁锈最多。

(2)①硝酸受热分解产生 $\mathrm { N O _ { 2 } , O _ { 2 } , H _ { 2 } O , }$ 通过氧化还原反应的化合价升降法将其配平。

②通过示意图分析,确定 $\mathbb { H } \mathbb { N } \mathbb { O } _ { : } \vec { \sqsupset } \mathbb { F } \ e$ 该反应的生成物除了 $\mathbb { F } \ell ( \mathrm { N O } _ { 3 } ) _ { 2 }$ 还有 ${ \mathrm { N H } } _ { 4 } { \mathrm { N O } } _ { 3 }$ 先根据得失电子守恒有 $4 \ F e + 1 0 H N O _ { 3 } - - 4 F e ( N ^ { \cdot } O _ { 3 } ) _ { 2 } + \cdots 2 4 N O _ { 3 }$,再根据原子守恒得 $4 \mathbb { F } \mathfrak { e } + 1 0 \mathbb { H } \mathrm { N O } _ { 3 } { = } 4 \ \mathbb { F } \mathfrak { e } ( \mathrm { N O } _ { 3 } ) _ { 2 }$ $+ \ \mathrm { N H _ { 4 } N O _ { 3 } } + 3 H _ { 2 } O _ { \cdot }$

③该生产流程中生成了 $\mathrm { N H } _ { \mathrm { 4 } } \mathrm { N O } _ { \mathrm { 3 } }$,没有 $\vec { 5 } ^ { 4 } \vec { 1 } ^ { 4 } \vec { 1 } ^ { 3 } \vec { 1 } ^ { 0 _ { 2 } }$ 等有毒气体,减少了氮氧化物的排放量,符号“绿色化学”思想。

(3)①据题意有 $\mathrm { g } { = } \frac { c ( C O _ { 2 } ) } { c ( C O ) } = 0 . 2 5 = \frac { \displaystyle \frac { n ( C O _ { . } ) } { V } } { \displaystyle \frac { n ( C O ) } { V } }$,则 $n ( \mathrm { C O } ) _ { : } ~ n ( \mathrm { C O } _ { 2 } ) { = } 4 \mathrm { : }$

②据题意有 $n ( \mathrm { C O } ) \colon n ( \mathrm { C O } _ { 2 } ) { = } ( \mathrm { x } { \cdot } 0 . 0 1 ) { \ : } ~ 0 . 0 1 { = } 4 { : } ~ 1$,解得 $\mathrm { x } { = } 0 . \ \ 0 5 \mathrm { m o l }$

【命题意图】本题考查金属的电化学腐蚀原理,反应方程式的书写,化学平衡常数的相关计算,考查学生对核心知识(电化学、氧化还原反应、化学平衡)的掌握和应用的能力

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