Question

（2013?湛江二模）高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法．
（1）從煉鐵高爐口排出的尾氣中含有一定量的有毒氣體

CO

（填化學式），會污染空氣．100多年前，人們曾耗巨資改建高爐，結果尾氣中的該物質含量并未減少．高爐煉鐵的主要反應方程式為（設鐵礦石用磁鐵礦）

Fe₃O₄+4CO

高溫  .

3Fe+4CO₂

．
（2）已知：①4Fe（s）+3O₂=2Fe₂O₃（s）△H₁
②4Fe₃O₄（s）+O₂（g）=6Fe₂O₃（s）△H₂
③3Fe（s）+2O₂（g）=Fe₃O₄（s）△H₃
則△H₂=

3△H₁-4△H₃

（用含上述△H的代數式表示）．
（3）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是鐵的一種重要化合物，可用電解法制備，陽極材料為鐵，其電解質溶液應選用

NaOH

 （填H₂SO₄、HNO₃、KOH、NaOH、Na₂SO₄）溶液，原因是

其他溶液都會引入雜質

，陽極反應式為

Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O

．
（4）某溫度下，HX的電離平衡常數K為1×10^-5．計算該溫度下0.100mol/L的HX溶液的     H⁺濃度．（平衡時HX的濃度以0.100mol/L計，水的電離忽略不計，寫出計算過程．）

Answer 1

分析：（1）煉鐵和煉鋼生產中，CO是主要的還原劑，故尾氣均含有有毒氣體CO；據煉鐵原理，用一氧化碳還原鐵礦石生成鐵和二氧化碳；
（2）根據蓋斯定律來分析；
（3）根據是否引入雜質來分析；根據陽極失去電子被氧化；
（4）先根據三段法求出各物質的平衡濃度，然后根據HX的電離常數K（HX）=

C(H+)C(X-)

C(HX)

計算H⁺濃度．

解答：（1）煉鐵和煉鋼生產中，CO是主要的還原劑，故尾氣均含有有毒氣體CO；高爐煉鐵主要反應原理是用一氧化碳還原鐵礦石生成鐵和二氧化碳，化學方程式為：Fe₃O₄+4CO

高溫  .

3Fe+4CO₂，
故答案為：CO；Fe₃O₄+4CO

高溫  .

3Fe+4CO₂；
（2）已知：①4Fe（s）+3O₂=2Fe₂O₃（s）△H₁
③3Fe（s）+2O₂（g）=Fe₃O₄（s）△H₃
①×3-③×4，得：4Fe₃O₄（s）+O₂（g）=6Fe₂O₃（s）△H₂=3△H₁-4△H₃；
故答案為：3△H₁-4△H₃；
（3）據因Na₂SO₄中含有硫酸根離子，H₂SO₄、HNO₃中含有硫酸根、硝酸根離子，KOH中含有鉀離子，通過反應得不到純凈的高鐵酸鈉，選用NaOH，當OH^-放電完畢之后，溶液中就溶液中就沒有其他雜質了，陽極反應式為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案為：NaOH；其他溶液會引入雜質；Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
（4）HX?X^-+H⁺
初始濃度/mol?L^-1 0.100         0         0
變化濃度/mol?L^-1     a            a         a
平衡濃度/mol?L^-1   0.100          a         a   
K=c（H+）c（X-）c（HX）=a×a0.100=1×10^-5
∴a≈1×10^-3
答：該溫度下0.100mol/L的HX溶液的H⁺濃度為1×10^-3mol?L^-1．

點評：本題主要考查了工業煉鐵、蓋斯定律、電解原理、化學平衡計算，難度不大，掌握原理即可解答．