人教版高中化学大题优练7 以元素性质为主线串联反应原理 教师版.docx

以元素性质为主线串联反应原理
大题优练7
优选例题
例：FeSO4是一种补血剂，常温下久置易变黄，一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。
（1）已知：①Fe2+(aq)-e−=Fe3+(aq) ΔH1=a kJ/mol
②O2(g)+4e−+4H+(aq)=2H2O(l) ΔH2=b kJ/mol
则FeSO4在酸性溶液中变质的热化学方程式为_______________________。
常温下，配制浓度为0.1mol/L的FeSO4溶液，研究不同pH对Fe2+氧化的影响，结果如下图所示，（假设反应过程中溶液体积不变）。
（2）在pH=5.5的环境下，该反应在0～15min的平均速率v（Fe2+）=_______；增大溶液pH，Fe2+被氧化速率_______（填“增大”、“减小”或“无影响”）。
（3）在平衡常数的计算中气态物质常以压强代替其浓度，Fe2+在酸性环境下氧化的平衡常数K的计算表达式是______；常温下该反应的平衡常数很大，为2.5×1032L4/(atm∙mol4)，下列说法正确的是_______。
a．Fe2+转化为Fe3+的趋势大 b．Fe2+转化为Fe3+的速率大
c．反应进行得较为彻底 d．酸性条件下Fe2+不会被氧化
（4）在pH=13的环境下，Fe2+的氧化变质可以理解为：
第一步：Fe2++2OH−=Fe(OH)2，第二步_____________（用化学方程式回答）；当氧化达到平衡时，c(Fe2+)/c(Fe3+)_____4.0×1022（填“>”“<”或“=”）。已知的Ksp[Fe(OH)3]=2.5×10−39，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10−15。
（5）根据上述分析，配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和_________。
【答案】（1）4Fe2+(aq)+O2(g)+4H+(aq)=4Fe3+(aq)+2H2O(l) ΔH=（4a+b）kJ/mol
（2）0.004mol/(L∙min) 增大
（3）c4(Fe3+)/c4(Fe2+)∙c4(H+)∙p(O2) ac
（4）4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 =
（5）H2SO4
【解析】（1）①Fe2+(aq)-e−= Fe3+(aq) ΔH1=a kJ/mol
②O2(g)+4e−+4H+(aq)=2H2O(l) ΔH2=b kJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②可得，4Fe2+(aq)+O2(g)+4H+(aq)=4Fe3+(aq)+2H2O(l) ΔH=（4a+b）kJ/mol，故答案为4Fe2+(aq)+O2(g)+4H+(aq)=4Fe3+(aq)+2H2O(l) ΔH=（4a+b）kJ/mol。（2）v(Fe2+)=(0.1mol/L×60%)/15min=0.004
mol/(L∙min)，根据图示分析，增大溶液pH，Fe2+氧化率增大，所以Fe2+被氧化速率增大，故答案为0.004mol/(L∙min)；增大。（3）根据4Fe2+(aq)+O2(g)+4H+(aq)=4Fe3+(aq)+2H2O(l)，可知Fe2+在酸性环境下氧化的平衡常数K=c4(Fe3+)/c4(Fe2+)∙c4(H+)∙p(O2)；a．因为常温下该反应的平衡常数很大，故Fe2+转化为Fe3+的趋势大，a故正确；b．K值越大，表示反应进行得越完全，故b错误；c．K值越大，表示反应进行得越完全，越彻底，故c正确；d．在酸性条件下Fe2+会被氧化，故d错误；故答案为c4(Fe3+)/c4(Fe2+)∙c4(H+)∙p(O2)；ac。（4）在pH=13的环境下，Fe2++2OH−=Fe(OH)2，接着Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；根据pH=13，可知c(OH−)=10−1mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=2.5×10−39=c(Fe3+)∙c3(OH−)，c(Fe3+)=2.5×10−36，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10−15=c(Fe2+)c2(OH−)，c(Fe2+)=1.0×10−13，c(Fe2+)/c(Fe3+)=1.0×10−13/2.5×10−36
=4.0×1022，故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；=。（5）由于Fe2+在酸性环境下易被氧化为Fe3+，在碱性环境中易被氧化成Fe(OH)3，所以配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和H2SO4，故答案