题目内容
【题目】如图是铁与水蒸气反应的实验装置。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应)的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。
（1）已知该实验反应的反应方程式为：__Fe+__H2O
__Fe3O4+__H2（请配平）。
（2）仪器a的名称是___。
（3）某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，测量反应后生成气体的体积，计算铁粉的转化率。
①该同学应该先点燃__(填“A”或“B”)处的酒精灯(或酒精喷灯)，测量气体体积不可以选用图中__(填“甲”“乙”或“丙”)装置。
②称取5.6g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448L，则铁粉的转化率为___。（转化率=
）
（4）将硬质玻璃管中反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中，加入足量的盐酸溶解并过滤，为探究反应后溶液中可能的阳离子，小林同学进行如下实验，请你将下表补充完整：
步骤 | 现象 | 解释(用离子方程式表示) | 结论 |
Ⅰ.取样，滴加KSCN溶液 | 溶液不变红色 | ①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O ②___ | Ⅲ.反应后的溶液中阳离子___ |
Ⅱ.取样，滴加NaOH溶液 | 刚开始无明显现象，一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为___色 | ①___ ②Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓ ③4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 |
【答案】3 4 1 4 干燥管 A 甲 15% Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 红褐 OH－+H+＝H2O H＋、Fe2＋
【解析】
（1）根据化合价升降法配平；
（2）根据装置特点判断；
（3）①还原性铁粉与水蒸气反应，则应先点燃A处酒精灯；
②根据方程式计算；
（4）铁粉过量与溶解的铁离子反应生成亚铁离子。
（1）Fe与水蒸气反应，Fe的化合价由0价变为+8/3价，H的化合价由+1价变为0价，最小公倍数为8，则Fe的系数为3，水的系数为4，氢气的系数为4，则方程式为3Fe+4H2O
1Fe3O4+4H2；
（2）根据装置图，可知仪器a为干燥管；
（3）①为了使还原性铁粉与水蒸气反应，则应先点燃A处酒精灯使整个装置充满水蒸气后再点燃B处酒精灯；装置甲无法收集气体；
②在标况下氢气的体积为0.448L，即0.02mol，根据方程式生成0.02mol氢气，则参加反应的铁粉为0.015mol，质量为0.84g，铁粉的转化率=0.84/5.6×100%=15%；
（4）Ⅰ.由于铁粉过量，产生的铁离子与铁粉反应生成亚铁离子，离子方程式为Fe+2Fe3+＝3Fe2+，溶液中无铁离子，则滴加KSCN溶液不变红色；
Ⅱ.溶解固体时，盐酸过量，加入NaOH溶液时，先与氢离子反应生成水，离子方程式为OH－+H+＝H2O；再与亚铁离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁遇到氧气反应生成氢氧化铁，现象为先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
Ⅲ.固体溶于酸后，溶液中的阳离子有亚铁离子、氢离子。
寒假学与练系列答案
【题目】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表，完成下列问题。
t/℃ | 25 | 125 | 225 | … |
K | 4.1×105 | K1 | K2 | … |
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=________；K1______K2（填“＞”“＜”或“＝”）；若增大压强使平衡向正反应方向移动，则平衡常数_________（填“变”或“不变”）。
（2）判断该反应达到化学平衡状态的依据是____________（填序号）：
A．2υH2（正）= 3υNH3（逆） B．混合气体的密度保持不变
C．容器内压强保持不变 D．N2的消耗速率等于H2的消耗速率
E．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 F．混合气体的颜色保持不变
（3）将不同量的N2和H2分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行上述反应得到如下两组数据：
实验组 | 温度（℃） | 起始量（mol） | 平衡量（mol） | 达到平衡所需时间（min） | |
N2 | H2 | NH3 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 0.9 | 9 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.3 | 0.01 |
实验1中以υ(NH3)表示的反应速率为______，实验2的速率比实验1快的原因是____________；
（4）有人设计采用高性能质子导电材料SCY陶瓷（能传递H+），实现了常压下既能合成氨又能发电的实验装置（如图）。则其正极的电极反应为_____________。
