（8分）某研究小组探究SO₂和Fe(NO₃)₃溶液的反应。

已知： 1.0 mol/L的Fe(NO₃)₃溶液中c(H⁺)=0.01mol/L

请回答：

   （1）装置A中反应的化学方程式是              。

   （2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是        。

   （3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是           ，说明SO₂具有         性。

   （4）分析B中产生上述白色沉淀的原因可能是：

   观点1：               ；

   观点2：SO₂与Fe³⁺反应；

   观点3：在酸性条件下SO₂与NO₃^－反应；

   ①如果观点2正确，装置B中反应的离子方程式是                              

   ②如果想验证观点3，只需将装置B中的 Fe(NO₃)₃溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验。应选择的试剂是（填序号）        。

a．0.1 mol/L 稀硝酸     

b．1.5 mol/L Fe(NO₃)₂溶液

c．6.0 mol/L NaNO₃和0.02 mol/L盐酸等体积混合的溶液

【解析】（1）装置A是原来制取SO₂的，所以方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O。

（2）可以通过通入氮气来排尽装置中的空气。

（3）硝酸铁溶液显酸性，因此生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀，这说明SO₂被硝酸铁氧化生成了硫酸，从而产生硫酸钡白色沉淀，因此SO₂具有还原性。

（4）因为铁离子和硝酸跟离子均能氧化SO₂，所以SO₂被氧化生成硫酸，既可能是被铁离子氧化，也可能是被酸性条件下的硝酸跟离子氧化，后者是同时被氧化。要想验证观点③，就必须排除铁离子和硝酸的干扰， a是硝酸能直接氧化SO₂，由于SO₂溶于水显酸性，因此硝酸亚铁在酸性溶液中，亚铁离子可被硝酸氧化生成铁离子。因此答案选择c。

（8分）某研究小组探究SO₂和Fe(NO₃)₃溶液的反应。

已知： 1.0 mol/L的Fe(NO₃)₃溶液中c(H⁺)=0.01mol/L

请回答：

   （1）装置A中反应的化学方程式是               。

   （2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是         。

   （3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是            ，说明SO₂具有         性。

   （4）分析B中产生上述白色沉淀的原因可能是：

   观点1：                ；

   观点2：SO₂与Fe³⁺反应；

   观点3：在酸性条件下SO₂与NO₃^－反应；

   ①如果观点2正确，装置B中反应的离子方程式是                               

   ②如果想验证观点3，只需将装置B中的 Fe(NO₃)₃溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验。应选择的试剂是（填序号）         。

a．0.1 mol/L 稀硝酸     

b．1.5 mol/L Fe(NO₃)₂溶液

c．6.0 mol/L NaNO₃和0.02 mol/L盐酸等体积混合的溶液

【解析】（1）装置A是原来制取SO₂的，所以方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O。

（2）可以通过通入氮气来排尽装置中的空气。

（3）硝酸铁溶液显酸性，因此生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀，这说明SO₂被硝酸铁氧化生成了硫酸，从而产生硫酸钡白色沉淀，因此SO₂具有还原性。

（4）因为铁离子和硝酸跟离子均能氧化SO₂，所以SO₂被氧化生成硫酸，既可能是被铁离子氧化，也可能是被酸性条件下的硝酸跟离子氧化，后者是同时被氧化。要想验证观点③，就必须排除铁离子和硝酸的干扰， a是硝酸能直接氧化SO₂，由于SO₂溶于水显酸性，因此硝酸亚铁在酸性溶液中，亚铁离子可被硝酸氧化生成铁离子。因此答案选择c。

（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为        mol·L^-1·s^-1 。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K =                                   。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将         。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是         

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。

（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇

的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min

内，以H₂表示的平均反应速率为。

②平衡时氢气的浓度是，CO的平衡浓度是

,所以该温度下的平衡常数为。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为＞4，所以反应向逆反应方向移动。

④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方

向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。

（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图

像为