Question

（2013?廈門二模）（1）元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，單質被譽為“國防金屬”．
①M的原子結構示意圖為

．
②以M、Al為電極，KOH溶液為電解質溶液，則負極的電極反應式為

Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-

．
（2）淬火是將金屬工件加熱到某溫度，隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝．
①使用水進行淬火，若生成磁性氧化鐵，該反應的化學方程式為

3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂

②驗證鐵用水淬火后的固體產物是否存在+3價的鐵，可選用的試劑為

BC

 （填序號）
A．H₂O₂溶液B．銅粉C．稀硫酸D．KMnO₄溶液
（3）高鐵酸鉀在水中的反應為4Fe

2- 4

+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂
①圖1是25℃時K₂FeO₄在不同pH溶液中濃度的變化情況．pH=4.74時，反應從開 始到800min的平均反應速率v（FeO

2- 4

）=

6.9×10^-7mol/L?min

 （保留兩位有效數字）．
②圖1在800min后，三種溶液中K₂FeO₄的濃度均不再改變．觀察圖1判斷隨著pH 變大，此反應的平衡常數

不變

 （填“變大”、“變小”或“不變”）．
③圖2在240min后，四種溶液中K₂FeO₄的濃度均不再改變，則上述反應的反應熱△H

＞

0（填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

分析：（1）①元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，單質被譽為“國防金屬”，推斷為鎂；
②以Mg、Al為電極，KOH溶液為電解質溶液，則負極為Al；
（2）①水進行淬火是鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；
②驗證鐵用水淬火后的固體產物是否存在+3價的鐵，試劑需要用酸溶解固體，且不能把鐵氧化，加入銅發生反應產生溶解現象；
（3）①分析圖象計算離子的變化濃度，結合化學反應速率概念計算得到；
②平衡常數隨溫度變化，不隨溶液酸堿性，離子濃度變化；
③圖象分析可知溫度升高，反應的FeO₄^2-濃度增大，平衡正向進行．

解答：解：（1）①元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，單質被譽為“國防金屬”，推斷為鎂，鎂原子為12號元素，原子結構示意圖為，
故答案為：；
②以Mg、Al為電極，負極的電極反應式為：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-，故答案為：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-；
（2）①使用水進行淬火，若生成磁性氧化鐵，反應的化學方程式是鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
②驗證鐵用水淬火后的固體產物是否存在+3價的鐵，試劑需要用酸溶解固體，且不能把鐵氧化，加入銅發生反應產生溶解；
A．H₂O₂溶液能把亞鐵離子氧化為鐵離子反應，故A不符合；
B．銅粉和鐵離子反應，銅粉溶解，故B符合；
C．稀硫酸溶解固體形成溶液，故C符合；
D．KMnO₄溶液具有氧化性把亞鐵離子氧化為鐵離子干擾檢驗，故D不符合；
故選BC；
 （3）①圖象分析可知pH=4.74時，反應從開 始到800min，消耗FeO₄^2-離子濃度為1.0mol/L-0，45mol/L=0.55mol/L，反應的平均反應速率v（FeO₄^2-）=×

0.55×10-3mol/L

800min

=6.9×10^-7mol/L?min，故答案為：6.9×10^-7mol/L?min；
②平衡常數隨溫度變化，不隨溶液酸堿性，離子濃度變化，隨著pH 變大，此反應的平衡常數不變，故答案為：不變；
③圖2在240min后，四種溶液中K₂FeO₄的濃度均不再改變，依據圖象分析可知隨溫度升高消耗FeO₄^2-濃度增大，平衡正向進行，溫度升高平衡向吸熱反應方向進行，故反應 是吸熱反應，△H＞0，故答案為：＞．

點評：本題考查了微粒結構，原電池原理的分析判斷，電極反應書寫方法，圖象分析應用，平衡常數、化學反應速率概念的理解應用，題目難度中等．