题目内容
某校化学兴趣小组设计了图示实验装置（图中省略了夹持仪器）来测定某铁碳合金中铁的质量分数，并探究铁与浓硫酸的反应。
（1）m克铁碳合金中加入过量浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是①常温下碳与浓硫酸不反应；② 。
（2）写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式 。
（3）B中的现象是 ；C的作用是 。
（4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应，写出相应的离子方程式
反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是 ；
（5）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重bg。则铁碳合金中铁的质量分数为 （写含m、b的表达式）。
（6）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速和准确的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是 （填写代号）。
A．用排水法测定H2的体积
B．反应结束后，过滤、洗涤、称量残渣的质量
C．测定反应前后装置和药品的总质量
（1）②铁在浓硫酸中纯化
（2）C+2H2SO4（浓）
CO2↑+2SO2↑+2H2O
（3）B中：品红溶液褪色 C中：除去SO2
（4）2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑ 铁、碳在溶液中形成原电池
（5）（11m-3b）/11m
（6）C
【解析】（1）②常温下铁与浓硫酸发生钝化；
（3）在加热条件下，铁与碳均与浓硫酸反应，浓硫酸被还原为二氧化硫，碳氧化为二氧化硫，所以B中的现象是品红溶液褪色；为了防止二氧化硫对测定二氧化碳的干扰，C的作用是除去二氧化硫；
（4）随着反应进行浓硫酸变稀后，铁足够量时，可以和反应生成的硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁与剩余稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以离子方程式为：2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑；铁碳在酸溶液中符合原电池的组成条件，形成原电池反应，原电池能加快化学反应速率。
（5）称取mg铁碳合金，加入过量浓硫酸，加热待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E装置并称重，E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则mg铁碳合金中含碳元素的质量=12b/44=3b/11g，含铁的质量为mg-3b/11。则铁的质量分数是（11m-3b）/11m
（6）因为铁碳合金中的铁可以与稀硫酸反应生成氢气，瓶总质量的减少量即为氢气的生成量，而铁的质量可以通过释放氢气的质量求出，进而计算铁的质量分数；测定反应前后装置和药品的总质量是最简便的实验操作；用排水法测定H2的体积增加实验操作收集时易损耗气体造成误差；反应结束后，过滤、洗涤、称量残渣的质量，需要过滤装置、天平称量等多部实验操作，增加操作仪器和步骤会对实验结果产生较多的误差，所以只有C是最简单的操作
下表为部分短周期元素化合价及相应原子半径的数据：
元素性质 | 元素编号 | |||||||
A | B | C | D | E | F | G | H | |
原子半径(nm) | 0.102 | 0.110 | 0.117 | 0.074 | 0.075 | 0.071 | 0.099 | 0.077 |
最高化合价 | ＋6 | ＋5 | ＋4 |
| ＋5 |
| ＋7 | ＋4 |
最低化合价 | －2 | －3 | －4 | －2 | －3 | －1 | －1 | －4 |
已知：
①A与D可形成化合物AD2、AD3；
②E与D可形成多种化合物，其中ED、ED2 是常见的化合物，C可用于制光电池。
(1)E在周期表中位置是 ；
(2)C和H的气态氢化物的稳定性强弱关系为 (用分子式表示)；
(3)分子组成为ADG2的物质在水中会强烈水解，产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是 。
(4)工业上可用纯碱溶液处理ED和ED2，该反应如下：
ED＋ED2＋Na2CO3=2 ＋CO2
横线上某盐的化学式应为 。
(5)在一密闭容器中发生反应2AD2＋D2
2AD3 ΔH＝－47 kJ/mol，在上述平衡体系中加入18D2，当平衡发生移动后，AD2中18D的百分含量 (填“增加”“减少”或“不变”)其原因为 。
(6)请设计一个实验方案，使铜和稀的H2AD4溶液反应，得到蓝色溶液和氢气。绘出该实验方案装置图。
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）生产Ni2O3。其工艺流程为：
（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含量增大，其原因是 。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为 。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下??验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价 （若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F－浓度为3×10－3mol·L－1，则Ca2+的浓度为 mol·L－1。（常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10－11）
（5）电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步：
①碱性条件下Cl－在阳极被氧化为ClO－；
②Ni2+被ClO－氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。
第②步反应的离子方程式为 。
某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式： 。
（2）写出试剂Y的名称_____________________。
（3）已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO3，现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设：
假设一：存在两种成分：NaHCO3和__________
假设二：存在三种成分：NaHCO3和__________、__________。
②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）。
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中。 |
|
步骤2：向A试管中滴加_________： | ①若无明显现象，证明固体中不含碳酸钠； ②若溶液变浑浊，证明固体中含有碳酸钠。 |
步骤3：向B试管中滴加________： | 若溶液变浑浊，结合步骤2中的①，则假设一成立：结合步骤2中的②，则假设二成立。 |
（4）已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为 。
（5）常温下Na2CO3和NaHCO3均为0.1mol/L的混合溶液中，c(OH﹣)-c(H+)=____ （用含碳元素的粒子浓度表示），在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶液中溶质的成分有___________。
S2C12是一种金黄色易挥发的液体，常用作橡胶硫化剂。某化学兴趣小组 拟设计实验制备少量的S2C12，査阅资料知S2Cl2在水中易发生歧化反应（一部分硫元素化 合价升高，另一部分化合价 降低）。加热条件下硫单质和干燥、纯净的Cl2反应即可生成S2C12，反应的化学方程式为：2S+Cl2
S2Cl2。
反应涉及的几种物质的熔沸点如下：
物质 | S | S2Cl2 |
沸点/℃ | 445 | 138 |
熔点/℃ | 113 | -76 |
该小组设计的制备装置如下图（夹持仪器已略去）
回答下列问题：
（1）连接好实验装置后的第一步实验操作是______。
（2）实验中需要加热的仪器是 （填写字母）
（3）装置B、C中的试剂分别是 。
（4）装置D中仪器a的作用是 。
（5）反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是____________。
（6）若实验过程中缺少C装置，发现产品浑浊不清，请用化学方程式表示其原因____________。
（7）实验完毕，小组中的一位同学把剩余浓盐酸倒入E烧杯中，发现有黄绿色剌激性气体产生。用离子方程式表示产生该现象的原因____________。
)＋c(Fe2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(
)
)＝c(
)＋3c(H2CO3)＋2c(H＋)