题目内容
【题目】红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：_____________________________
(2)干燥管C内盛放的药品可以是______或________(填化学式)。干燥管的________(填“m”或“n”)端与g导管相连接。
(3)在g处用试管收集氢气，简述用简单的方法检验收集到的气体是氢气的实验操作步骤和现象：_______________________________________
(4)停止反应后，待B处硬质玻璃管冷却后，取其中固体溶于过量的稀盐酸充分反应得溶液a，
①欲检验溶液中含有Fe3+,选用的试剂为溶液，现象是______________。
②该实验小组用上述试剂没有检测到Fe3+, 另取溶液a,加入少量酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色，溶液中反应的离子方程式为____________________
【答案】3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2 CaCl2 CaO(或生石灰等固体干燥剂) n 用拇指堵住试管口，试管口向下，靠近酒精灯火焰，松开拇指点燃，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2 硫氰化钾溶液溶液变红色 5Fe2++MnO4- +8H+= 5Fe3++Mn2+ +4H2O
【解析】
铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
(2) 干燥管C的作用为除去氢气中的水蒸气；干燥管使用时为大口进小口出；
(3)收集一试管氢气，靠近火焰若听到爆鸣声，则收集的为氢气；
(4) ①溶液中含有Fe3+时，加入几滴KSCN溶液，显血红色；
②溶液a中加入少量酸性高锰酸钾溶液褪色，则溶液中的亚铁离子与高锰酸根离子反应生铁离子、锰离子和水。
(1)铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
(2) 干燥管C的作用为除去氢气中的水蒸气，且C中只能盛放固体物质，则可能为氯化钙或碱石灰；干燥管使用时为大口进小口出，则n与g相连；
(3)收集一试管氢气，靠近火焰若听到爆鸣声，则收集的为氢气，具体方法为用拇指堵住试管口，试管口向下，靠近酒精灯火焰，松开拇指点燃，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2；
(4) ①溶液中含有Fe3+时，加入几滴KSCN溶液，显血红色；
②溶液a中加入少量酸性高锰酸钾溶液褪色，则溶液中的亚铁离子与高锰酸根离子反应生铁离子、锰离子和水，离子方程式为5Fe2++MnO4- +8H+= 5Fe3++Mn2+ +4H2O。
【题目】对甲烷和CO2的高效利用不仅能缓解大气变暖，而且对日益枯竭的石油资源也有一定的补充作用，甲烷临氧耦合CO2重整反应有：
反应（i）：2CH4(g)＋O2(g)
2CO(g)＋4H2(g) △H=－71.4kJmol-1
反应（ii）：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) △H=+247.0kJmol-1
（1）写出表示CO燃烧热的热化学方程式：_____。
（2）在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下进行反应（ii）：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)（不发生其它反应），CO2的平衡转化率如下表所示：
起始物质的量(n)/mol | CO2的平衡转化率 | ||||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||
Ⅰ | 0.1 | 0.1 | 0 | 0 | 50% |
Ⅱ | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | / |
①下列能说明反应达到平衡状态是_____。
A.v正(CH4)=2v逆(CO)
B.容器内各物质的浓度满足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
C.容器内混合气体的总压强不再变化
D.容器内混合气体密度保持不变
②若容器Ⅰ内反应从开始到平衡所用的时间为tmin，则tmin内该反应的平均反应速率为：v(H2)=____（用含t的表达式表示）。
③达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ内CO的物质的量的关系满足：2n(CO)Ⅰ___n(CO)Ⅱ（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）将CH4(g)和O2(g)以物质的量比为4：3充入盛有催化剂的恒容密闭容器内，发生上述反应（i）：2CH4(g)＋O2(g)2CO(g)＋4H2(g)
①T2℃时，CO体积分数最大的原因是____。
②若T2℃时，容器内起始压强为P0，平衡时CO的体积分数为20%，则反应的平衡常数KP=___（用平衡分压强代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（4）2016年我国科研人员根据反应Na+CO2→Na2CO3+C（未配平）研制出一种室温“可呼吸”Na-CO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。其放电时的工作原理如图所示，已知吸收的全部CO2中，有
转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面，写出放电时正极的电极反应式：___。
