题目内容
20．三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷；已知草酸受热易分解产生CO2和CO．某小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验：
（1）若实验中，观察到B、E中溶液均变浑浊，则D中的现象是溶液褪色或变浅．
（2）你认为该实验设计还需要如何改进（请至少写出两处）①在AB装置之间加一个防倒吸装置；②在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）；最后缺少尾气处理装置．
（3）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3．验证固体产物中钾元素存在的方法是利用焰色反应，现象是透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰．
（4）固体产物中铁元素存在形式的探究． ①提出合理假设：
假设1：只有Fe； 假设2：只有FeO； 假设3：含有Fe和FeO
②设计实验方案并实验验证
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体．
步骤2：取少量上述不溶固体放人试管中，加入足量CuSO4溶液，充分振荡．若固体无明显变化，则假设2成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；．
步骤3：取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，振荡后静置．若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则假设3成立．
（5）拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe2+的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”．假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO42-，试写出该反应的离子方程式2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42-+16H++6Cl-．
分析 （1）高锰酸钾具有氧化性，其溶液为紫红色，被还原性的物质还原溶液颜色变浅或褪色；
（2）检验产生的气体中含有CO、CO2，应该先通过澄清石灰水检验二氧化碳，但反应中可能导致B装置中的液体倒吸到A加热装置，产物CO有毒，需尾气处理，在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）；
（3）钾离子的检验采用焰色反应来检验；
（4）①依据信息：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在；
②用过量硫酸铜溶液检验金属铁的存在情况；由于硫酸铜过量，铁完全反应，利用盐酸溶解骤2所得暗红色固体，根据反应现象判断铁元素的存在形式；
（5）根据反应为铁离子和氯气，生成物FeO42-写出反应的离子方程式．
解答 解：（1）实验中，观察到B中溶液均变浑浊，说明无水三草酸合铁酸钾受热分解生成二氧化碳，E中溶液均变浑浊，说明经过具有氧化性的高锰酸钾溶液生成二氧化碳，所以还原性气体和高锰酸钾发生氧化还原反应，其溶液由紫红色变浅或褪色，
故答案为：溶液褪色或变浅；
（2）检验产生的气体中含有CO、CO2，应该先通过澄清石灰水检验二氧化碳，但反应流程装置中可能导致B装置中的液体倒吸到A加热装置，产物CO有毒，需尾气处理，在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水），
故答案为：在AB装置之间加一个防倒吸装置；在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）；最后缺少尾气处理装置；
（3）可以验证钾离子来确定是否存在碳酸钾，钾离子的检验可以用焰色反应法，
故答案为：利用焰色反应；透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰；
（4）①根据题意“固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在”，所以存在的可能是零价铁或亚铁，可能情况有三种：只有Fe；只有FeO；含有Fe和FeO，
故答案为：含有Fe和FeO；
②步骤2：金属铁不溶于水中，但是可以和硫酸铜发生置换反应，生成金属铜和硫酸亚铁，所以取少置上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4溶液，若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立；若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在，发生反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，
故答案为：CuSO4；2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；
步骤3：氧化亚铁不溶于水，可以和盐酸反应生成氯化冶铁和水，可以检验亚铁离子的存在进而确定氧化亚铁的存在，方法为：取取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，静置，振荡后静置．若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则证明假设3成立，
故答案为：HCl；1；浅绿色；
（5）根据信息可知，铁离子被氯气氧化成FeO42-，根据化合价升降相等配平，配平后的离子方程式为：2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42-+16H++6Cl-，
故答案为：2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42-+16H++6Cl-．
点评 本题考查学生对元素及其化合物性质的掌握、对物质进行检验的实验技能，题目难度中等，有利于提高学生运用相关知识对实验提出假设及设计方案的能力．
ClO2作为消毒剂在消毒过程中对人体无毒无害，具有广泛的应用前景．某同学用下图所示的装置制备ClO2气体，反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2（温度过高或过低都会影响制气效率）（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）…I，CH4的转化率与温度、压强的关系如图1．
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为0.003 mol•L-1•min-1．
②图中的P1＜P2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数为2.25×10-4．
③在其它条件不变时降低温度，逆反应速率将减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）…Ⅱ．
④该反应的△H＜0，△S＜0（填“＜”、“＞”或“=”）．
⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是BD．
A．升高温度 B．将CH3OH（g）从体系中分离出来C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入l mol CO和3mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中．
| 实验编号 | T（℃） | n （C）/n | P（MPa） |
| Ⅰ | 150 | $\frac{1}{3}$ | 0.1 |
| Ⅱ | 150 | $\frac{1}{3}$ | 5 |
| Ⅲ | 350 | $\frac{1}{3}$ | 5 |
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图2，并标明各条曲线的压强．
| A． | 该有机物在一定条件下可发生加聚反应 | |
| B． | 该有机物在一定条件下可发生银镜反应 | |
| C． | 1 mol该有机物在一定条件下可消耗2 mol Br2 | |
| D． | 1 mol该有机物最多可消耗2 mol NaOH |
| A． | 酒精 | B． | 醋酸 | C． | 乙醚 | D． | 乙酸乙酯 |
| A． | 选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来，这种萃取剂应具备的性质是不溶于水，且比水的密度大 | |
| B． | 选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来，这种萃取剂应具备的性质是不溶于水，且比水的密度小 | |
| C． | 在使用分液漏斗进行分液时，上层液体经漏斗下口放出 | |
| D． | 选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来，碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大 |