Question

【題目】鐵、鈷（Co）、鎳（Ni）是同族元素，都是較活潑的金屬，它們的化合物在工業上有重要的應用．
（1）草酸鈷（CoCO）是一種難溶于水的淺粉紅色粉末，通常用硫酸鈷溶液和草酸銨溶液反應制得，寫出該反應的離子方程式：
（2）現將含0.5mol FeCl3的溶液和含0.5mol KSCN的溶液混合，混合后溶液體積為1L，已知溶液存在平衡：Fe3++SCN﹣Fe（SCN）2+（忽略其它過程）．平衡濃度c[Fe（SCN）2+]與溫度T的關系如圖1所示：則該反應△H0（填“＞”或“＜”），溫度為T1時，反應在5秒鐘時達到平衡，平衡時c[Fe（SCN）2+]=0.45mol/L，求達到平衡時的平均反應速率
v（SCN﹣）=molL﹣1S﹣1 ， 該溫度下的Fe3+的平衡轉化率為 ， 該溫度下反應的平衡常數為 ．

（3）已知某溶液中，Co2+、Ni2+的濃度分別為0.60mol/L和1.2mol/L，取一定量的該溶液，向其中滴加NaOH溶液，當Co（OH）2開始沉淀時，溶液中 的值等于 ． （取兩位有效數字）
（已知Ksp[Co（OH）2]=6.0×10﹣15 ， Ksp[Ni（OH）2]=2.0×10﹣15）
（4）工業上還可用通過電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4 ， 其工作原理如圖2所示，則陽極的電極反應式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）C?O?2﹣+Co2+=CoC?O?↓
（2）＜；0.09；90%；180
（3）3.0
（4）Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O
【解析】解：（1）硫酸鈷溶液和草酸銨溶液發生復分解反應生成難溶的草酸鈷，反應的離子方程式為CO2﹣+Co2+=CoCO↓，所以答案是：CO2﹣+Co2+=CoCO↓；（2）根據平衡移動原理可知，升高溫度平衡向吸熱的反應方向移動，根據圖可知，升高溫度，c[Fe（SCN）2+]的值減小，所以△H＜0，反應在5秒鐘時達到平衡，平衡時c[Fe（SCN）2+]=0.45mol/L，則達到平衡時的平均反應速率v（SCN﹣）=v[Fe（SCN）2+]= molL﹣1S﹣1=0.09molL﹣1S﹣1 ， 參加反應的Fe3+的物質的量為0.45mol，所以Fe3+的轉化率= ×100%=90%，平衡時各物質的濃度為：c（Fe3+）=c（SCN﹣）=0.05mol/L，c[Fe（SCN）2+]=0.45mol/L，所以平衡常數K= =180，
所以答案是：＜；0.09；90%；180；（3）Ksp[Co（OH）2]=6.0×10﹣15 ， Ksp[Ni（OH）2]=2.0×10﹣15 ， 對于同種類型的沉淀，Ksp越小，越難溶，則在滴加氫氧化鈉溶液的過程中，二價鎳離子先沉淀，Ni2++2OH﹣=Ni（OH）2↓，
當Co2+開始沉淀時，溶液中存在兩個溶解平衡：CO（OH）2CO2++2OH﹣ ， Ni（OH）2Ni2++2OH﹣ ，
根據Ksp[Co（OH）2]計算出此時溶液中c（OH﹣），c（OH﹣）= = =10﹣7mol/L，
則溶液中剩下的鎳離子濃度c（Ni2+）= = =0.2mol/L，溶液中 = =3.0，
所以答案是：3.0；（4）陽極是鐵，故陽極上鐵放電生成FeO42﹣ ， 由于是堿性環境，故電極方程式為：Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O，
所以答案是：Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O．
【考點精析】關于本題考查的化學平衡狀態本質及特征和化學平衡的計算，需要了解化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能得出正確答案．