题目内容
【题目】文献表明：工业上，向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下，草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论，雅礼中学化学研究性小组进行以下实验：
资料:i. 草酸(H2C2O4)为二元弱酸。
ii. 三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)33H2O]为翠绿色晶体，光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-
Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21
iii.FeC2O42H2O为黄色固体，溶于水，可溶于强酸。
（实验1）用以下装置制取无水氯化亚铁
(1)仪器a的名称为___________。
(2)欲制得纯净的FeCl2，实验过程中点燃A、C酒精灯的先后顺序是___________。
(3)若用D的装置进行尾气处理，存在的问题是__________、___________。
（实验2）通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。
(4)取实验2中少量晶体洗浄，配成溶液，漓加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是______________。
(5)经检验，翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)33H2O。设计实验，确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_____。
(6)取实验2中的翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：_____Fe(C2O4)3]3-+____H2O
____FeC2O4·2H2O↓+__________+_______
（实验3）研究性小组又设计以下装置直接比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱，并达到了预期的目的。
(7)描述达到期目的可能产生的现象：_____________________。
【答案】分液漏斗 先点燃A处酒精灯，再点燃C处酒精灯 发生倒吸 可燃性气体H2不能被吸收 溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-
Fe3++3C2O42-，加热硫酸后，H+与C2O42-结合可使平衡正向移动，c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红 取少量实验2中的翠绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀 2 4 2 3C2O42- 2CO2↑ 电流计的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生
【解析】
实验一：在装置A中用浓硫酸与NaCl固体混合加热制取HCl，通过B装置的浓硫酸干燥，得纯净HCl气体，然后在装置C中Fe与HCl发生反应产生FeCl2和H2，反应后的气体中含H2和未反应的HCl气体，可根据HCl极容易溶于水，用水作吸收剂吸收进行尾气处理；
实验二：FeCl3溶液与K2C2O4发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl；用KSCN溶液检验Fe3+；用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+；根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写离子方程式；
实验三：根据2Fe3++C2O42-=2Fe2++2CO2↑，判断原电池正负极反应及相应的现象。
(1)根据图示可知仪器a名称是分液漏斗；
(2)为防止Fe与装置中的空气发生反应，制得纯净的FeCl2，实验过程中先点燃A处酒精灯，使装置充满HCl气体，然后给C处酒精灯加热；
(3)若用D的装置进行尾气处理，由于HCl极容易溶于水，HCl溶解导致导气管中气体压强减小而引起倒吸现象的发生，而且可燃性气体H2不能被吸收；
(4)在实验二中，向FeCl3溶液中加入K2C2O4溶液，发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl，产生的翠绿色晶体为Fe2(C2O4)3的结晶水合物K3Fe(C2O4)33H2O，取实验2中少量晶体洗浄，配成溶液，漓加KSCN溶液，不变红，继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。则加硫酸后溶液变紅的原因是在溶液中存在电离平衡：溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-，加入硫酸后，硫酸电离产生H+与溶液中的C2O42-结合生成弱酸H2C2O4，使可使平衡正向移动，导致溶液中c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红；
(5)若K3Fe(C2O4)33H2O发生氧化还原反应，则会产生Fe2+，检验方法是取少量实验2中的翠绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀，证明无Fe2+，产生的K3Fe(C2O4)33H2O未发生氧化还原反应；
(6)在光照条件下草酸铁溶液发生氧化还原反应，产生FeC2O4·2H2O、CO2气体，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式：2Fe(C2O4)3]3-+4H2O
2FeC2O4·2H2O↓+2C2O42－+2CO2↑；
(7)该装置构成了原电池，在左边，Fe3+获得电子变为Fe2+，溶液变为浅绿色，左边电极为正极；在右边电极上，溶液中的C2O42-失去电子，发生氧化反应，C2O42--2e-=2CO2↑，右边电极为负极，会看到电极上有气泡产生。
【题目】Ⅰ：用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2 MnO4-＋5H2C2O4＋6H+ = 2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)，实验装置如图甲所示：
实验序号 | A溶液 | B溶液 |
① | 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 | 30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 |
② | 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 | 30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 |
(1)该实验探究的是_________________________________因素对化学反应速率的影响。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO4-)＝________ mol·L－1(假设混合溶液的体积为50 mL)。
(3)小组同学发现反应速率变化如图乙，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①产物Mn2＋是反应的催化剂，②_______________________________
Ⅱ：当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为___________________________________
(2)在恒温恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________________
a．体系压强不再改变 b．H2的浓度不再改变
c．气体的密度不随时间改变 d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
【题目】查阅文献：Ⅰ．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价氮的化合物。
Ⅱ．FeSO4 + NO
Fe(NO)SO4(棕色) ΔH＜0。
Ⅲ．NO2和NO都能被酸性KMnO4溶液氧化吸收。
甲按照如图所示的实验装置进行实验：
实验操作和现象记录如表所示：
实验操作 | 实验现象 |
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹 | |
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞 | 无明显现象 |
加热烧瓶，反应开始后停止加热 | ①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅。 ②反应停止后，A中无固体剩余 |
请回答下列问题：
① 加热前，向烧瓶中滴入浓硝酸没有明显现象的原因是________________________________
② 检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是________________________________
③ 甲取少量B中溶液，加热，实验现象是____________________________________________，请用化学平衡原理解释原因________________________________________________________，甲依据该现象得出结论：铁与硝酸反应有NO生成。
④乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是____________________________，证明有NO生成的实验现象是________________________________________________
