题目内容
【题目】某研究小组用下图装置进行SO2 与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。
（1）配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在盐酸中，再加水稀释，这样操作的目的是___。
（2）通入足量SO2时，装置C中观察到的现象为_______________。
（3）根据以上现象，该小组同学认为SO2 与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式____________；
②检验有Fe2+生成的方法是____________；
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO42 -，该做法不合理，理由是____________。
（4）D装置中倒置漏斗的作用是____________。
（5）为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3的试剂有____________（填字母）。
a.浓H2SO4 b.酸性KMnO4溶液 c.碘水 d.NaCl溶液
【答案】抑制氯化铁水解 溶液由棕黄色变为浅绿色 2Fe3+ + SO2 +2H2O=SO42-+4H++2Fe2+ 取少量C中反应后的溶液于试管中，向其中滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色，说明有亚铁离子，不褪色说明没有亚铁离子 硝酸可以将溶解的SO2氧化为 H2SO4，干扰试验 使气体充分吸收、防止溶液倒吸 b、c
【解析】
(1)氯化铁溶于水后，三价铁离子易水解，为抑制氯化铁水解, 需先把氯化铁晶体溶解在盐酸中，再加水稀释；
(2)通入足量SO2时C中发生二氧化硫与氯化铁的氧化还原反应,生成硫酸亚铁,则观察到溶液由棕黄色变为浅绿色；
(3)①二氧化硫与氯化铁的氧化还原反应,生成硫酸根离子、亚铁离子,离子反应为2Fe3+ + SO2 +2H2O=SO42-+4H++2Fe2+；
②二价铁离子具有还原性，可被高锰酸钾氧化，因此检验二价铁离子的方法为：取少量C中反应后的溶液于试管中，向其中滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色，说明有亚铁离子，不褪色说明没有亚铁离子；
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,硝酸具有强氧化性,则硝酸可以将溶解的SO2氧化为 H2SO4，干扰试验,故做法不合理,
(4)二氧化硫为污染性气体，不能直接排放到空气中，需要进行尾气处理，因二氧化硫易溶于NaOH溶液,所以NaOH溶液吸收尾气，用倒置漏斗的作用为防止NaOH溶液倒吸；
(5)验证SO2具有还原性,可用高锰酸钾或碘水发生氧化还原反应,S元素的化合价升高,而SO2不能被浓硫酸、NaCl氧化, 因此，本题应选b、c.
【题目】除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气。
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)+H2O(g) 
CO(g)+H2(g)，此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为________；
② 下列能增大碳的转化率的措施是________ 。
A．加入C（s） B．加入H2O（g） C．升高温度 D．增大压强
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：CH4(g) +3/2O2(g) 
CO(g) + 2H2O(g) △H=－519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_______（填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是_______。
（3）合成气合成甲醇的主要反应是：2H2(g)+CO(g) 
CH3OH（g）△H=－90.8kJ·mol－1 T℃时，此反应的平衡常数为160，此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/（mol·L-1） | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
① 该时间段内反应速率v(H2)=______ mol·L－1·min－1。
② 此时，正、逆反应速率的大小：v正______v逆（填“＞”、“＜”或“＝”）
（4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是____________。
（5）甲醇可制成新型燃料电池，总反应为：2CH3OH+3O2 + 4KOH=2K2CO3+6H2O该电池负极的电极反应式为______。
