Question

（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______。
（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____________
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_______ (填序號)

A．H2O2溶液

B．銅粉

C．稀硫酸

D．KMnO4溶液

（3）髙鐵酸鉀在水中的反應為4FeO₄^2—+10H₂O4Fe(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(FeO₄^2—)=______ (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______（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

（15分）（1）①（2分）
②Al+4OH^——3e^—=[Al(OH)₄]^—或AlO₂^—+2H₂O（2分）
（2）①3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂↑（3分）
②BC（2分）
（3）①6.9×10^—7mol?L^—1?mol^—1（2分）
②不變（2分）
③>（2分）

試題分析：（1）①根據題意可知M為鎂，核電荷數為+12，核外電子層結構為282；②鎂不溶于KOH溶液，鋁能溶于KOH溶液，則鋁作負極，發生氧化反應，反應式為Al+4OH^——3e^—=[Al(OH)₄]^—或AlO₂^—+2H₂O；（2）①紅熱的鐵與冷水反應，生成四氧化三鐵和氫氣，即3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂↑；②Fe₃O₄是堿性氧化物，能溶于稀硫酸，生成水、Fe³⁺和Fe²⁺，雙氧水和高錳酸鉀均能氧化Fe²⁺，銅粉能還原Fe³⁺，Fe³⁺能氧化銅，故BC正確；（3）①讀圖可知，△c(FeO₄^2—)=(1.0—0.45)×10^—3mol/L，由△c/△t可知，v(FeO₄^2—)=(1.0—0.45)×10^—3mol/L÷800min=6.867×10^—7mol/(L?min)≈6.9×10^—7mol/(L?min)；②隨著pH變大，但溫度不變，故平衡常數不變；③隨著溫度升高，c(FeO₄^2—)減小，則平衡右移，說明正反應是吸熱反應，其△H>0。