(14分)已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验：
（1）装置的连接顺序为 。
（2）饱和食盐水的作用是 。
（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：
①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子反应方程式为_______。
②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是 。
（4）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液，产生白色沉淀。
②另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。实验①说明 ；实验②的目的是 ；得出结论：溶液褪色的原因是 。
硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 2的催化氧化：SO 2（g） O 2（g） SO 3（g）△H＝﹣98kJ•mol ﹣ 1．回答下列问题：
（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图（a）所示，V 2O 5（s）与SO 2（g）反应生成VOSO 4（s）和V 2O 4（s）的热化学方程式为： 。
（2）当SO 2（g）、O 2（g）和N 2（g）起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO 2平衡转化率α随温度的变化如图（b）所示。反应在5.0MPa、550℃时的α＝ ，判断的依据是 。影响α的因素有 。
（3）将组成（物质的量分数）为2m% SO 2（g）、m% O 2（g）和q% N 2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO 2转化率为α，则SO 3压强为 ，平衡常数K p＝ （以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
（4）研究表明，SO 2催化氧化的反应速率方程为：v＝k（ 1） 0.8（1﹣nα′）式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO 2平衡转化率，α′为某时刻SO 2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图（c）所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t m．t＜t m时，v逐渐提高；t＞t m后，v逐渐下降。原因是 。
为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
（1）由FeSO 4•7H 2O固体配制0.10mol•L ﹣ 1FeSO 4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、 （从下列图中选择，写出名称）。
（2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率（u ∞）应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择 作为电解质。
|
阳离子 |
u ∞×10 8/（m 2•s ﹣ 1•V ﹣ 1） |
阴离子 |
u ∞×10 8/（m 2•s ﹣ 1•V ﹣ 1） |
|
Li + |
4.07 |
HCO 3 ﹣ |
4.61 |
|
Na + |
5.19 |
NO 3 ﹣ |
7.40 |
|
Ca 2+ |
6.59 |
Cl ﹣ |
7.91 |
|
K + |
7.62 |
SO 4 2 ﹣ |
8.27 |
（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。
（4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c（Fe 2+）增加了0.02mol•L ﹣ 1．石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c（Fe 2+）＝ 。
（5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 ，铁电极反应式为 。因此，验证了Fe 2+氧化性小于 ，还原性小于 。
（6）实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO 4溶液中加入几滴Fe 2（SO 4） 3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
羟基乙酸钠易溶于热水，微溶于冷水，不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为ClCH2COOH+2NaOH→HOCH2COONa+NaCl+H2O△H＜0
实验步骤如下：
步骤1：在如图所示装置的反应瓶中，加入40g氯乙酸、50mL水，搅拌。逐步加入40% NaOH溶液，在95℃继续搅拌反应2小时，反应过程中控制pH约为9。
步骤2：蒸出部分水至液面有薄膜，加少量热水，趁热过滤。滤液冷却至15℃，过滤得粗产品。
步骤3：粗产品溶解于适量热水中，加活性炭脱色，分离掉活性炭。
步骤4：将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中，冷却至15℃以下，结晶、过滤、干燥，得羟基乙酸钠。
（1）步骤1中，如图所示的装置中仪器A的名称是 ；逐步加入NaOH溶液的目的是 。
（2）步骤2中，蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是 。
（3）步骤3中，粗产品溶解于过量水会导致产率 （ 填“增大”或“减小”）；去除活性炭的操作名称是 。
（4）步骤4中，将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是 。
以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵[（NH4）3Fe（C6H5O7）2]．
（1）Fe基态核外电子排布式为 ；[Fe（H2O）6]2+中与Fe2+配位的原子是 （填元素符号）．
（2）NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是 ；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为 ．
（3）与NH4+互为等电子体的一种分子为 （填化学式）．
（4）柠檬酸的结构简式如图．1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为 mol．
CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
（1）CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液（CO2与KOH溶液反应制得）中通入H2生成HCOO﹣，其离子方程式为 ；其他条件不变，HCO3﹣转化为HCOO﹣的转化率随温度的变化如图1所示。反应温度在40℃～80℃范围内，HCO3﹣催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是 。
（2）HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 （填化学式）。
②如图2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。
（3）HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图3所示。
①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成 （填化学式）。
②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是 。