题目内容
【题目】目前流行的关于生命起源假设的理论认为，生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境。这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验。【实验Ⅰ】硫的质量确定
按图连接装置，检查好装置的气密性后，在硬质玻璃管A中放入1.00 g铁硫簇结构（含有部分不反应的杂质），在试管B中加入50.00 mL 0.1000 molL-1的酸性KMnO4溶液，在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后将B中溶液转移至250 mL容量瓶，洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01000 molL-1的草酸（H2C2O4）进行测定剩余KMnO4溶液浓度的滴定。记录数据如下：
滴定次数 | 待测溶液体积/mL | 草酸溶液体积/mL | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
1 | 25.00 | 1.50 | 23.70 |
2 | 25.00 | 1.02 | 26.03 |
3 | 25.00 | 0.00 | 24.99 |
相关反应：① 2MnO4- + 2H2O + 5SO2
2Mn2+ + 5SO42- + 4H+
② 2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O42Mn2+ +10CO2↑+ 8H2O
【实验Ⅱ】铁的质量确定
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后取滤渣，经充分灼烧得0.600 g固体。
试回答下列问题：
（1）检查“实验Ⅰ”中装置气密性的方法是_______________。
（2）滴定终点的判断方法是______________。
（3）试管C中品红溶液的作用是_______________；有同学提出，撤去C装置，对实验没有影响，你的看法是___（选填“同意”或“不同意”），理由是________________。
（4）根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为___________________。
【问题探究】
滴定过程中，细心的小明发现该KMnO4颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究快的原因，甲同学继续进行了下列实验，实验数据如下表：
编号 | 温度/℃ | 酸化的H2C2O4溶液/mL | KMnO4溶液/mL | 溶液褪色时间/s |
1 | 25 | 5.0 | 2.0 | 40 |
2 | 25 | 5.0（另加少量可溶于水的MnSO4粉末） | 2.0 | 4 |
3 | 60 | 5.0 | 2.0 | 25 |
（5）分析上述数据，滴定过程中反应速率较快的原因可能是_____________。
【答案】 在C中加入少量水，关闭活塞，用酒精灯加热A，C中有气泡产生，撤去酒精灯，有水进入导气管并形成一段水柱，证明气密性良好 当滴入最后一滴草酸，溶液紫红色立即变为无色，且半分钟不变色 验证SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收 同意 B中溶液不褪色，即可证明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收 Fe3S4 生成的Mn2+对反应起到催化作用
【解析】（1）检验气密性常用法有：密封气体，利用其他的热胀冷缩；液封气体，形成液面高度差。由装置图可知，该装置适合密封气体，利用气体的热胀冷缩，检验方法是：在试管C中加入少量水，关闭活塞，用酒精灯微热硬质试管A，C中由气泡产生，撤去酒精灯，有水加入导气管形成一段水柱，说明装置气密性良好；（2）高锰酸钾溶液为紫色，滴定完毕，高锰酸根离子反应完全，加入最后一滴草酸，溶液紫色褪去，且半分钟不变色，说明达滴定终点；（3）由装置图可知，试管C中品红溶液的作用是检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收；由于酸性高锰酸钾为紫色溶液，若B中高锰酸钾溶液的紫色不褪去，说明二氧化硫被吸收完全，撤去C装置，对实验没有影响；（4）第一次滴定，草酸溶液的体积与第2、3次相差太大，应舍去，取第2、3次的平均值计算草酸溶液的体积为(26.03mL1.02mL)+24.99mL/2=25.00mL。根据关系式2MnO4-～5H2C2O4计算溶液中n未反应（MnO4-）=2/5×0.01molL-1×25×10-3L=1×10-4mol，50mL溶液中未反应的高锰酸钾的物质的量为1×10-4mol×250mL/25mL=1×10-3mol，装置B中n反应（MnO4-）=n总（MnO4-）-n未反应（MnO4-）=50×10-3L×0.1molL-1×10-3mol=4×10-3mol，根据关系式2MnO4-～5SO2计算生成二氧化硫n（SO2）=2.5×4×10-3mol=0.01mol，0.6g固体是Fe2O3，n（Fe）=0.6mol/160g/mol×2=0.0075mol，所以n（Fe）：n（SO2）=0.0075mol：0.01mol=3：4，该铁硫簇结构的化学式为Fe3S4；（5）采取控制变量法分析，对比第1、2组数据，不同是第2组加入硫酸锰，锰离子浓度增大，溶液褪色时间短，反应速率加快，生成锰离子对反应起催化作用。
【题目】X、Y、Z、W四种常见元素，其中X\、Y、Z为短周期元素，W为过渡元素，它们的相关信息如表：
原子或分子相关信息 | 单质及其化合物相关信息 | |
X | ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物 | X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸 |
Y | Y原子的最外层电子数等于电子层数 | Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种高温材料 |
Z | Z原子的最外层电子数是次外层电子数的 | Z广泛存在于无机非金属材料中，其单质是制取大规模集成电路的主要原料 |
W | W原子的最外层电子数小于4 | W的常见化合价有+3、+2，WX3稀溶液呈黄色 |
回答下列问题：
(1)W在周期表的位置为_________，W(OH)2在空气中不稳定，极易被氧化反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)X的简单阴离子的结构示意图为___________________；X的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y的氧化物反应的离子方程式为____________________________。
(3)Z的氧化物在通讯领域的用途是___________________，工业上制备Z的单质的化学反应方程式为 ___________________________________ 。
(4)YX3固体在熔融状态下不导电，则YX3固体中存在__________键；在50 mL l mol·L-1的YX3溶液中逐滴加入0．5 mol·L-1的NaOH溶液，得到1.56 g沉淀，则加入NaOH溶液的体积可能有________种情况。