题目内容
【题目】甲乙两实验小组同学对铁及其化合物的性质进行如下探究:
I.甲组同学利用如图装置探究过量铁粉与浓H2SO4反应产生的气体成分。
(1)组装好实验仪器后，接下来的实验操作是____________________；
(2)B中观察到品红溶液褪色，D中收集到VmL水，说明A中反应产生气体的成分
是______________________。
II.乙组同学对反应后圆底烧瓶溶液中所含金属离子进行探究。
(3)铁与浓H2SO4的反应过程中必有Fe3+生成。取适量反应后的溶液，加入少量KSCN溶液，不变红色。原因是_______________(用离子方程式表示)。
(4)取适量反应后的溶液，加人少量酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色。该反应原理的离子方程式为 _______________________。
(5)取少量反应后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈现血红色,继续滴加过量新制氯水，红色褪去。
①分析其可能的原因是：
A.溶液中Fe3+被氧化成更髙价；
B.____________________________；
C.______________________。
②请选用下列合适的化学试剂，验证结论A是否正确。0.lmol/L FeCl3溶液、lmol/L FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、一定浓度的H2O2溶液。
操作、现象及相关结论为_______________________。
【答案】 检查装罝的气密性 SO2和H2(或二氧化硫和氢气） 2Fe3++ Fe= 3Fe2+ 5Fe2++ MnO4-+ 8H+= 5Fe3++ Mn2++4H2O 溶液中SCN-被试化 溶液中Fe3+及SCN-均被氧化（注意：B、C可互换） 在己褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的lmol/L KSCN溶 液，如果没有明显现象，则结论A正确。或：在己褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的0.1 moI/LFeCl3溶液，如果溶液红色复原，则结论A正确。
【解析】I.(1)有气体参加或生成的实验，组装好实验仪器后，接下来的实验操作是检查装罝的气密性；(2)B中观察到品红溶液褪色，说明有SO2，D中收集到VmL水，说明生成的气体中可能有H2，浓H2SO4与Fe反应生成SO2，随反应的进行，硫酸浓度变稀，反应后产生H2，最后气体为SO2和H2(或二氧化硫和氢气）；II.(3)加入少量KSCN溶液，不变红色。原因是没有Fe3＋ ，Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋ ；(4)取适量反应后的溶液，加人少量酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色。说明溶液中有还原性物质，5Fe2++ MnO4-+ 8H+= 5Fe3++ Mn2++4H2O ；(5)取少量反应后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈现血红色,继续滴加过量新制氯水，红色褪去。①可能原因从铁的角度，可能是铁被氧化成更高的价态；从SCN-的角度，可能是SCN-被氧化，也可能时两者均被氧化。②在己褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的lmol/L KSCN溶 液，如果没有明显现象，则结论A正确。或：在己褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的0.1 moI/LFeCl3溶液，如果溶液红色复原，则结论A正确。
【题目】据2017年5月报道，我国第一个掌握可燃冰连续开采技术，可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷既是清洁燃料，也是重要的化工原料。
(1)甲烷和二氧化碳重整制合成气对温室气体的治理具有重大意义。
已知：CH4(g)＋CO2(g)= 2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.3 kJ·mol－1
CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH＝＋75 kJ·mol－1
①反应2CO(g)===C(s)＋CO2(g) ΔH＝________ kJ·mol－1。
②合成甲醇的主要反应：2H2(g)＋CO(g)
CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·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充入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/mol·L－1 | 0.20 | 0.10 | 0.40 |
比较此时正、逆反应速率的大小：v正________ v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。
③在一固定容积的密闭容器中发生反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，若要提高CO的转化率，则可以采取的措施是________(填字母)。
a．升温 b．加催化剂 c．增加CO的浓度 d．加入H2加压e．加惰性气体f．分离出甲醇
(2)以甲烷为燃料的新型电池的成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。
①A极为电池的______极，B电极的反应式为___________。
②若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L－1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗甲烷的体积为______________(标况下)。
