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（12分）两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe + 6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0～t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t1～t2时间段，反应生成的气体是__________。
②t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若HNO3只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+，则a/b的取值范围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1，则的值为__________。
（12分）两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe + 6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+
6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0～t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t1～t2时间段，反应生成的气体是__________。
②t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若HNO3只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+，则a/b的取值范围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1，则的值为__________。
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（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe + 6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0～t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t1～t2时间段，反应生成的气体是__________。
②t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若HNO3只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+，则a/b的取值范围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1，则的值为__________。
高铁酸盐（如K2FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于废水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。
（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到40%。写出阳极的电极反应式： 。
（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是_______。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会生成Fe2O3膜而“钝化”，原因可能是__ ____。
（3）FeO42-易与水反应生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节(对应图1中4 h后)过滤掉氢氧化铁，合成过程中FeO42-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1 h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是（ ）
A．过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
B．过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
C．实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加
D．实验表明不过滤掉氢氧化铁，6 h后电流效率几乎为0
（4）碱性条件下，高铁酸盐的稳定性与温度有关（如图2）。随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是 。
（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值在于（ ）
A．将1 mol Fe3O4氧化成高铁酸盐需10/3 mol电子，可提高电流效率
B．以低价态铁的氧化物为电极，可以实现变废(铁锈)为宝(高铁酸盐)
C．自然界几乎没有铁单质,而有大量磁铁矿,该方法的原料来源广泛
D．磁铁矿作为多孔电极不会出现“钝化”现象
查看习题详情和答案>>（1）1述反应涉及的第三周期元素中，离子半径最小的是______（用元素符号表示）．Cl原子与Si原子可以形成的五核分子，其化学键键长和键角都相等，则该物质为______分子（填“极性”或“非极性”），该分子的电子式为______．
（2）不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是______．
A．最高价氧化物对应水化物的碱性B．Na和Al的熔点高低
C．单质与H2O反应的难易程度D．比较同浓度NaCl和AlCl3的pH值
（3）1述元素的最高价氧化物对应水化物中，有一种既能与强酸又能与强碱反应，其原因在于：______（用电离方程式表示）．
（4）钾长石和烧碱在熔融状态下反应可得到两种正盐，向所得的正盐中加入过量稀盐酸，发生反应的离子方程式分别是：______、______．
（5）制取粗硅的过程中，SiO是反应中间产物，隔绝空气时SiO和NaOH溶液反应（产物之一是硅酸钠）的化学方程式______．
（6）为研究1述反应中钾元素的熔出率（液体中钾元素的质量占全部钾元素质量的百分率）与温度的关系，进行实验（氯化钠与钾长石投料的质量比为2：1），获得如下数据：
时间（h） 钾元素 温度熔出率 | 1.5 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
| 830℃ | 0.481 | 0.575 | 0.626 | 0.669 | 0.685 |
| 890℃ | 0.579 | 0.691 | 0.694 | 0.699 | 0.699 |
| 950℃ | 0.669 | 0.714 | 0.714 | 0.714 | 0.714 |
②计算890℃时，氯化钠的平衡转化率______（式量：KAlSi3O8-278NaAlSi3O8-262，保留3位小数）．