某化学兴趣小组同学在馓证明海带中存在碘元素的实验时，对课本上-优题课

某化学兴趣小组同学在馓“证明海带中存在碘元素”的实验时，对课本上的描述：“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I^-形式存在”产生了疑问。久置KI固体被氧化变质，呈浅黄色（有I₂），KI固体直接加热时，为什么不被氧化呢？因此，小组同学针对I^-被氧化条件除了氧气之外还需要什么条件进行了实验探究。
【提出假设】根据久置KI固体会被氧化而变质，结合空气的成分，首先排除和稀有气体的影响。然后对KI变质条件提出合理假设：
假设一：需要H₂O的参与；
假设二：需要CO₂的参与；
假设三：。
【实验验证】
(1)为了验证假设二，小组同学设计了以下实验方案；取10mLKI溶液(浓度较大)于5支试管中，向试管中通入CO₂气体或者滴加盐酸。一段时间后对比试管中的颜色深浅，之后向试管中滴入淀粉溶液，再次对比试管中的颜色深浅，具体实验现象见下表：

试管序号	1	2	3	4	5
通入CO₂时间/min	0	1	5
滴加盐酸/滴	0			3	6
溶液中颜色对比	无色	浅黄色→黄色（依次加深）
滴加淀粉溶液后的颜色对比	无色	浅蓝色→蓝色（依次加深）

小组同学通过实验现象深入思考了CO₂在反应过程中的作用，得出结论：CO₂气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中提供环境。
写出此实验中CO₂与KI反应的化学方程式。
(2)为了验证I^-被氧化是否必须要有H₂O的参与，小组同学设计了以下实验验证：

实验步骤	预期现象和结论
①取一份纯净的KI固体，分成两等份；
②一份加入到装有的集气瓶A中；一份加入到装有的集气瓶A中； ③几天后观察。

【交流提高】
由于空气中CO₂和水蒸气的含量很低，导致在加热KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”，不能很好地与KI接触，KI自然就不能被氧化。长时间保存碘化钾需要避光、。

科目化学题型实验题难度较难

知识点：物质检验实验方案的设计

水煤气变换 $[CO (g) + H_{2} O (g) = {CO}_{2} (g) + H_{2} (g)]$ 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯 $H_{2}$ 缓慢地通过处于 $721 ℃$ 下的过量氧化钴 $CoO (s)$ ，氧化钴部分被还原为金属钴 $Co （ s ）$ ，平衡后气体中 $H_{2}$ 的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用 $CO$ 还原 $CoO (s)$ ，平衡后气体中 $CO$ 的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原 $CoO (s)$ 为 $Co （ s ）$ 的倾向是 $CO$ _________（填"大于"或"小于"） $H_{2}$ 。

（2） $721 ℃$ 时，在密闭容器中将等物质的量的 $Co （ g ）$ 和 $H_{2} O (g)$ 混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 $H_{2}$ 的物质的量分数为_________（填标号）。

A． $＜ 0.25$ B． $0.25$ C． $0.25 ~ 0.50$ D． $0.50$ E． $＞ 0.50$

（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的 $Δ H$ ________（填"大于""等于"或"小于"）0。该历程中最大能垒（活化能） $E_{正}$ =_________ $eV$ ，写出该步骤的化学方程式_______________________。

（4）Shoichi研究了 $467 ℃、 489 ℃$ 时水煤气变换中 $CO$ 和 $H_{2}$ 分压随时间变化关系（如图所示）催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 $p_{H_{2} O}$ 和 $p_{CO}$ 相等、 ${PCO}_{2}$ 和 $P_{H_{2}}$ 相等。

计算曲线a的反应在 $30 ~ 90 \min$ 内的平均速率 $\binom{-}{v}$ (a)=___________ $kPa \cdot \min^{- 1}$ 。 $467 ℃$ 时 $P_{H_{2}}$ 和 $p_{CO}$ 随时间变化关系的曲线分别是_______、_______。 $489 ° C$ 时 $P_{H_{2}}$ 和 $p_{CO}$ 随时间变化关系曲线分别是、。

硫酸铁铵 $[{NH}_{4} {F e ({SO}_{4})}_{2} ∙ x H_{2} O]$ 是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：

回答下列问题：

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。

（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持 $80 ~ 95 ℃$ ，采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_________________（填标号）。

（3）步骤③中选用足量的 $H_{2} O_{2}$ ，理由是________。分批加入 $H_{2} O_{2}$ ，同时为了____________，溶液要保持 $pH$ 小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。

硼酸 $（ H_{3} {BO}_{3} ）$ 是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含 ${M g}_{2} B_{2} O_{5} ∙ H_{2} O 、 {S i O}_{2}$ 及少量 ${F e}_{2} O_{3} 、 {A l}_{2} O_{3}$ ）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在 $95 ℃$ "溶侵"硼镁矿粉，产生的气体在"吸收"中反应的化学方程式为_________。

（2）"滤渣1"的主要成分有_________。为检验"过滤1"后的滤液中是否含有 ${Fe}^{3 +}$ 离子，可选用的化学试剂是_________。

（3）根据H3BO3的解离反应： $H_{3} {BO}_{3} + H_{2} O ⇌ H^{+} + B {(OH)}_{4}^{-}$ ， $K_{a} = 5.81 \times 10^{- 10}$ ，可判断 $H_{3} {BO}_{3}$ 是_______酸；在"过滤2"前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。

（4）在"沉镁"中生成 ${M g (OH)}_{2} ∙ {M g CO}_{3}$ 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。

元素铬(Cr)在溶液中主要以 ${Cr}^{3 +}$ (蓝紫色)、 $Cr (OH)_{4}^{-}$ (绿色)、 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ (橙红色)、 ${CrO}_{4}^{2 -}$ (黄色)等形式存在, $Cr (OH)_{3}$ 为难溶于水的灰蓝色固体, 回答下列问题：

（1） ${Cr}^{3 +}$ 与 ${Al}^{3 +}$ 的化学性质相似，在 ${Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液中逐滴加入 $NaOH$ 溶液直至过量, 可观察到的现象是。

（2） ${CrO}_{4}^{2 -}$ 和 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 $1.0 mol ∙ L^{- 1}$ 的 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中 $c ({Cr}_{2} O_{7}^{2 -})$ 随 $c (H^{+})$ 的变化如图所示。

①用离子方程式表示 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大， ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率__________(填"增大"减小"或"不变")。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中 ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率减小，则该反应的 $△ H$ _________(填"大于""小于"或"等于")。

（3）在化学分析中采用 ${K_{2} CrO}_{4}$ 为指示剂，以 $Ag {NO}_{3}$ 标准溶液滴定溶液中的Cl ⁻，利用Ag ⁺与 ${Cro}_{4}^{2 -}$ 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 ${Cl}^{-}$ 恰好完全沉淀(浓度等于 $1.0 \times 10^{- 5} mol ∙ L^{- 1}$ )时，溶液中 $c ({Ag}^{+})$ 为_______ $mol ∙ L^{- 1}$ ，此时溶液中 $c ({CrO}_{4}^{2 -})$ 等于__________ $mol ∙ L^{- 1}$ 。(已知 ${Ag}_{2} {CrO}_{4}$ 、 $AgCl$ 的 $K_{sp}$ 分别为 $2.0 \times 10^{- 12}$ 和 $2.0 \times 10^{- 10}$ )。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用 ${NaHSO}_{3}$ 将废液中的 ${CrO}_{7}^{2 -}$ 还原成 ${Cr}^{3 +}$ ，反应的离子方程式为______________。

氮的氧化物( $N O_{x}$ )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 ${NH}_{3}$ 将 ${NO}_{x}$ 还原生成 $N_{2}$ , 某同学在实验室中对 ${NH}_{3}$ 与 ${NO}_{x}$ 反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_ ，反应的化学方程式为_ 。

②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→ (按气流方向, 用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的 ${NH}_{3}$ 充入注射器 $X$ 中, 硬质玻璃管 $Y$ 中加入少量催化剂, 充入 ${NO}_{2}$ (两端用夹子 $K_{1}, K_{2}$ 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤	实验现象	解释原因
打开 $K_{1}$ , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中	(1)Y 管中	(2反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定, 待装置恢复到室温	Y 管中有少量水珠	生成的气态水凝集
打开 $K_{2}$