Question

【題目】I．根據下表所示化學反應與數據關系，回答下列問題：

化學反應	平衡常數	溫度
		973 K	1173 K
①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)	K1	1.50	2.15
②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)	K2	2.40	1.67
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)	K3	？	？

(1)反應①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)在973K時，K3=_________。

(3)要使反應③在一定條件下建立的平衡向逆反應方向移動，可采取的措施有______(填寫字母序號)。

A．縮小反應容器的容積 B．擴大反應容器的容積 C．升高溫度

D．使用合適的催化劑 E．設法減小平衡體系中的CO濃度

Ⅱ．無機和有機氰化物在工農業生產中應用廣泛，尤其是冶金工業常用的氰化物，含氰廢水的處理顯得尤為重要。含氰廢水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN－的形式存在,工業上有多種廢水處理方法。

(1)電解處理法：

用如圖所示裝置處理含CN－廢水時，控制溶液pH為9~10并加入NaCl，一定條件下電解，陽極產生的ClO－將CN－氧化為無害物質而除去。鐵電極為__________(填“陰極” 或“陽極”)，陽極產生ClO－的電極反應為__________________________，陽極產生的ClO－將CN-氧化為無害物質而除去的離子方程式為__________________________。

(2)UV(紫外光線的簡稱)—H2O2氧化法。

實驗過程：取一定量含氰廢水，調節pH，加入一定物質的量的H2O2，置于UV工藝裝置中，

光照一定時間后取樣分析。

【查閱資料】

①在強堿性溶液中4[Fe(CN)6]3－+4OH－===4[Fe(CN)6]4－+O2↑+2H2O，[Fe(CN)6]4－更穩定；

②[Fe(CN)6]3－轉化為CN－容易被H2O2除去；

③HCN是有毒的弱酸，易揮發。

【問題設計】

①請寫出HCN的電子式________________。

②含氰廢水在不同pH下的除氰效果如圖所示，pH選擇的最佳范圍應為________________（選填編號：．7~10；．10~11；．11~13），解釋該pH不宜太大的原因___________________。

Answer 1

【答案】 吸熱 1.60 CE 陰極 Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O 2CN－+5ClO－＋2OH－＝N2↑＋5Cl－＋2CO32-＋H2O b pH太大溶液中發生[4Fe(CN)6]3－＋4OH－＝4[Fe(CN)6]4－＋O2↑+2H2O，生成更穩定[Fe(CN)6]4－難以除去

【解析】試題分析：本題考查外界條件對化學平衡和化學平衡常數的影響，化學平衡常數的計算，電解原理和電極反應式的書寫，圖像的分析。

I.（1）反應①升高溫度，K1增大，升高溫度平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應，反應①是吸熱反應。

（2）根據化學平衡常數的概念寫出平衡常數表達式，K1=c（CO）/c（CO2），K2=c（H2）/c（H2O），K3==K2/K1，973K時K3==1.60。

（3）A，縮小反應容器的容積，增大壓強，反應③的平衡不移動；B，擴大反應容器的容積，減小壓強，反應③的平衡不移動；C，1173K時K3==0.781.60，升高溫度反應③的K3減小，平衡向逆反應方向移動；D，使用合適的催化劑，能加快反應速率縮短達到平衡的時間，不能使化學平衡發生移動；E，設法減小平衡體系中CO濃度，平衡向逆反應方向移動；能使反應③的平衡向逆反應方向移動的措施有C、E，答案選CE。

II.（1）一定條件下電解加入NaCl的含CN-廢水時陽極產生ClO-，則陽極為惰性電極，石墨電極為陽極，鐵電極為陰極。陽極Cl-失去電子被氧化成ClO-，陽極電極反應為Cl--2e-+2OH-=ClO-+H2O。ClO-將CN-氧化為無害物質，在堿性溶液中CN-被氧化成CO32-和N2，ClO-被還原成Cl-，反應的離子方程式為5ClO-+2CN-+2OH-=5Cl-+2CO32-+N2↑+H2O。

（2）①HCN的電子式為。

②根據圖像，pH=7和pH=13總氰去除率低；pH=10和pH=11總氰去除率高；pH選擇的最佳范圍應為10~11，答案選b。根據資料，[Fe（CN）6]3－轉化為CN-容易被H2O2除去，pH太大溶液中發生反應：[Fe（CN）6]3－＋4OH-=4[Fe（CN）6]4－＋O2↑+2H2O，生成更穩定[Fe（CN）6]4－難以轉化為CN-而除去。