题目内容

3．为了探究铁与氯气的反应，某同学甲设计了如下的实验方案．其实验装置为：

其实验步骤为：
（1）用注射器吸取20mL左右的氯气．
（2）在硬质玻璃管内加入一定量的细铁丝，一支试管内加入硫氰化钾溶液，另一支试管中加入氢氧化钠溶液．按图所示连接实验装置，并固定在铁架台上．经检验装置不漏气．
（3）加热硬质玻璃管内铁丝约1min，然后把注射器中的氯气注入到硬质玻璃管内，观察实验现象．可观察到的主要现象是铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟，盛硫氰化钾溶液的试管内显红色．
（4）氢氧化钠溶液的作用是吸收尾气Cl2．
（5）某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁，其为了探究生成物中是否含有氯化亚铁（假设铁已完全反应），设计了实验步骤如下的实验方案，但其只写出了实验的第1步．现只有酸性KMnO4溶液和KSCN溶液，请你选用合适的试剂，补充同学乙的实验步骤、完善其实验方案：
第1步：取出甲实验后的玻璃管中的固体少量，放入小烧杯中加适量蒸馏水，搅拌、溶解．滴加少量酸性高锰酸钾溶液并振荡，如果溶液的紫色褪去，则证明原生成物中含有氯化亚铁，否则原生成物中不含氯化亚铁．

分析 （3）Fe与氯气反应生成氯化铁固体，且为放热反应，且KSCN溶液与铁离子结合溶液为血红色；
（4）NaOH可吸收过量的氯气，防止污染环境；
（5）探究生成物中是否含有氯化亚铁，结合亚铁离子具有还原性，能使高锰酸钾褪色设计．

解答 解：（3）Fe与氯气反应生成氯化铁固体，且为放热反应，且KSCN溶液与铁离子结合溶液为血红色，则观察到的现象为铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟，盛硫氰化钾溶液的试管内显红色，
故答案为：铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟；盛硫氰化钾溶液的试管内显红色；
（4）因氯气有毒，不能排放在环境中，则氢氧化钠溶液的作用是吸收尾气Cl2，
故答案为：吸收尾气Cl2；
（5）探究生成物中是否含有氯化亚铁，实验步骤为：第1步：取出甲实验后的玻璃管中的固体少量，放入小烧杯中加适量蒸馏水，搅拌、溶解；第2步：滴加少量酸性高锰酸钾溶液并振荡，如果溶液的紫色褪去，则证明原生成物中含有氯化亚铁，否则原生成物中不含氯化亚铁，
故答案为：滴加少量酸性高锰酸钾溶液并振荡，如果溶液的紫色褪去，则证明原生成物中含有氯化亚铁，否则原生成物中不含氯化亚铁．

点评 本题考查物质的性质实验，为高频考点，把握实验原理、实验装置的作用、物质的性质、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意性质实验的设计，题目难度不大．

练习册系列答案
相关题目
1．如图是部分短周期元素最外层电子数与原子序数的关系图．
请回答下列问题：
（1）画出Z的原子结构示意图．
（2）原子半径：Y＞Z（填“＞”、“＜”）．
（3）Y的最高价氧化物的水化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O．
（4）X的最高价氧化物的水化物的化学式为HNO3．
（5）画出W的氢化物的电子式．
2．含氮的化合物广泛存在于自然界，是一类非常重要的化合物．回答下列有关问题：
（1）在一定条件下：2N2（g）+6H2O（g）=4NH3（g）+3O2（g）．已知该反应的相关的化学键键能数据如表一：
表一：
化学键N≡NH-ON-HO=O
E/（kJ/mol）946463391496
则该反应的△H=+1268KJ/mol．
（2）在恒容密闭容器中充入2molNO2与1molO2发生反应如下：4NO2（g）+O2（g）?2N2O5（g）
①已知在不同温度下测得N2O5的物质的量随时间的变化如图1所示．常温下，该反应能逆向自发进行，原因是逆反应方向的△S＞0．

②下列有关该反应的说法正确的是BD．
A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深
B．恒温恒容，再充入2molNO2和1molO2，再次达到平衡时NO2转化率增大
C．恒温恒容，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态
D．若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度
（3）N2O5是一种新型绿色硝化剂，其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到N2O5，工作原理如图2．则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O．
（4）X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种．上表二是常温下浓度均为0.01mol/L的X、Y、Z、W溶液的pH．将X、Y、Z各1mol同时溶于水中得到混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）．
表二：
.01mol/L 的溶液XYZW
pH1228.54.5
（5）氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：
Ⅰ：2NO2（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）  K1
Ⅱ：2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g）  K2
①4NO2（g）+2NaCl（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K1、K2表示）
②在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应Ⅱ达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol/（L•min），则平衡时NO的转化率α1=75%；其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2＞α1（填“＞”“＜”或“=”）
19．室温下，下列事实不能说明NH3•H2O为弱电解质的是（　　）
A．0.1 mol•L-1 NH3•H2O的pH小于13
B．0.1 mol•L-1 NH4Cl的pH小于7
C．相同条件下，浓度均为0.1 mol•L-1 NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱
D．0.1 mol•L-1 NH3•H2O能使无色酚酞试液变红色
6．设NA为阿伏伽德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．1L0.1mol•L-1NaClO溶液中，ClO-的数目为0.1NA
B．常温常压下，11.2LCH4含有的共用电子对数目为2NA
C．16gO2与O3混合气体中，氧原子的数目为1.5NA
D．1molFe与足量Cl2完全反应后，转移的电子数目为3NA
8．科学探究结果的准确性有赖于探究方法的科学性．某课外活动小组用下图装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨反应的装置．

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；浓盐酸在该反应中所表现出的性质为酸性、还原性．
（2）装置E的作用是：吸收氯气中的氯化氢．
（3）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．写出反应的化学方程式8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2．
（4）该活动小组中甲、乙两位同学按下图装置继续进行实验：
通气一段时间后，甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅．试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题．
①试分析甲同学实验过程中，品红溶液不褪色的原因是：控制SO2和Cl2按物质的量之比1：1进气，其有关反应的离子方程式为SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-．
②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的？控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等．
15．CO是一种重要的含碳化合物，它与生产、生活息息相关．
（1）已知一定量的c单质能在O2（g）中燃烧，其可能的产物及能量关系如图1所示：写出co（g）生成co2（g）与C（s）反应的热化学方程式2CO（g）=CO2（g）+C（s）△H=-172.5kJ/mol．
（2）工业用CO制备氢气的一种方法为：C0（g）+H20（g）=molfCO2（g）+H2（g）


①向1L恒容密闭容器中充入CO和H20（g），t℃时测得部分数据如下表．则该温度下反应的平衡常数K=0.5．
t/min01234
n（H20）/mol0.600.500.440.400.40
n（CO）/mol0.400.300.240.200.20
②相同温度下，若向2L恒容密闭容器中充入1mol CO、4mol H20（g）、2mol C02、2mol H2，此时v正＜ V逆．（填“＞”、或“＜”）
（3）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）  $\stackrel{催化剂}{?}$ 2C02（g）+N2（g）△＜0
在密闭容器中发生该反应时，c（C02）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图所示．
①在T2温度下，0〜2s内的平均反应速率v（N2）=0.075mol/（L•s）．能使上述平衡体系中$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（CO）}$ 增大的措施有降低温度或增大压强或增大CO的物质的量或从体系中分离出N2    （任写一条）．
②向某密闭恒容容器中按体积比1：1充入44.8L （标准状况）NO和CO混合气体，发生上述反应，下列各项能判断该反应t=10min时反应达到平衡的是BD．（填序号字母）
12．乙烯、乙醇、乙醛三种物质中，能与新制Cu（OH）2悬溶液反应的是CH3CHO（填结构简式），可作果实催熟剂的是CH2=CH2，（填结构简式）可在医疗上用作消毒剂的是C2H6O．（填分子式）
13．下列对于分子式为C4H8O2的有机物X的判断正确的是（　　）
A．能发生银镜反应且与单质钠产生气体的同分异构体有3种
B．能水解的X有4种同分异构体，能与NaHCO3反应的X有3种同分异构体
C．X的某种同分异构体水解后的一种产物可以通过两步连续氧化得到另一水解产物
D．X分子中不可能含有两个羟基

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