某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物,进行了系列实验.
(1)用下图A所示实验装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料,不与水反应).反应一段时间后,有肥皂泡吹起时,用点燃的火柴靠近肥皂泡,当
肥皂泡破裂,有爆鸣声
肥皂泡破裂,有爆鸣声
时(填实验现象),说明“铁与水蒸气”能够进行反应.写出铁与水蒸气反应的化学方程式
3Fe+4H2O
  △  
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O
  △  
.
 
Fe3O4+4H2

(2)为了研究一定时间内铁粉的转化率,他们设计了如下实验:准确称量一定质量的铁粉进行反应,收集并测量反应后生成的气体体积,计算出铁粉的转化率.
①收集并测量气体体积应选上图M,N中的
N
N
装置
②称取0.24g铁粉与适量石棉绒混合,然后加热至无气体放出.若室温下氢气密度约为0.088g/L,最好选用
B
B
规格的量筒(选填字母序号)
A.100ml          B.200ml            C.500ml            D.1000ml
(3)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe,他们计划取出少量混合物于试管中,加入足量的盐酸,溶解,过滤.向滤液中滴加KSCN溶液,观察溶液的颜色.在下表中填写滴加KSCN溶液后可能观察到的现象、结论与解释(可以不填满).
现象 结论与解释


可能①


可能②

(1)M由两种短周期元素组成,每个M分子含有18个电子,其分子球棍模型如图所示。测得M的摩尔质量为32g/mol。画出编号为2的原子结构示意图:               。

(2)已知1.0mol·L1NaHSO3溶液的pH为3.5,加入氯水,振荡后溶液pH迅速降低。溶液pH降低的原因是                                (用离子方程式表示)。

(3)在常温常压和光照条件下,N2在催化剂(TiO2)表面与H2O反应,生成1molNH3和O2时的能量变化值为382.5kJ,达到平衡后此反应NH3生成量与温度的实验数据如下表。则该反应的热化学方程式为                     

T/K

303

313

323

NH3生成量/(101mol)

4.3

5.9

6.0

 

(4)在溶液中,一定浓度的NH4能溶解部分Mg(OH)2固体,反应如下:

2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2NH3·H2O(aq)

写出上述反应的平衡常数表达式                                           

某研究性学习小组为探究Mg2+与NH3·H2O反应形成沉淀的情况,设计如下两组实验

实验①

等体积1 mol/L氨水和0.1 mol/L MgCl2溶液混合

生成白色沉淀

实验②

等体积0.1 mol/L氨水和1 mol/L MgCl2溶液混合

无现象

 

请分析实验①、②产生不同现象的原因:                                      

(5)在室温下,化学反应I(aq)+ ClO(aq) = IO(aq) + Cl(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:

实验编号

I的初始浓度

(mol·L1)

ClO的初始浓度

(mol·L1)

OH的初始浓度

(mol·L1)

初始速率v

(mol·L1· s1)

1

2 × 103

1.5 × 103

1.00

1.8 × 104

2

a

1.5 × 103

1.00

3.6 × 104

3

2 × 103

3 × 103

2.00

1.8 × 104

4

4 × 103

3 × 103

1.00

7.2 × 104

 

已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v= k [I­]1 [ClO]b [OH]c(温度一定时,k为常数)。

①设计实验2和实验4的目的是                            

②若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13,反应的初始速率v=                 

 

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