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碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其隔绝空气加热到200 ℃开始分解为FeO和CO2,若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3。 (1)已知25 ℃、101 kPa时: ①C(s)+O2(g)...
题目内容:
碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其隔绝空气加热到200 ℃开始分解为FeO和CO2,若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3。
(1)已知25 ℃、101 kPa时:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1
②铁及其化合物反应的焓变示意图如图:
请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式:___________。
(2)据报道,一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。其化学方程式为Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) ΔH
①反应在3 L的密闭容器中进行,2 min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8 g,则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为________________。
②将一定量的Fe2O3(s)和CH4(g )置于恒温恒容密闭容器中,在一定条件下反应,能说明反应达到平衡状态的是____________。
A CO和H2的物质的量之比为1∶2
B 混合气体的密度不再改变
C 铁的物质的量不再改变
D v正(CO)=2v逆(H2)
③在容积均为V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同的密闭容器中加入足量“纳米级”的金属铁,然后分别充入a mol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时,CO的体积分数如图所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是________;上述反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(3)Fe2O3用CO还原焙烧的过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的;A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
若在800 ℃,混合气体中CO2体积分数为40%的条件下,Fe2O3用CO还原焙烧,写出反应的化学方程式:__________。
(4)Fe2O3还可以用来制备FeCl3,通过控制条件FeCl3可生成聚合物,其离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)+yH+。下列措施不能使平衡正向移动的是________(填字母)。
A 加水稀释 B 加入少量铁粉
C 升温 D 加入少量Na2CO3
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