(14分)实验题：某班级的探究小组研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解中起到催化剂的作用，设计了如下实验：
（一） 制备氧化铜
（1）称取5.0g CuSO4·5H2O晶体，研细后溶解：此步骤需要的仪器有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）向盛有硫酸铜溶液的烧杯中滴加NaOH溶液，直到不再产生沉淀为止。此步实验现象：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；离子方程式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）A．把步骤（2）中的溶液和沉淀转移到蒸发皿内，稍微加热至沸腾，搅拌，直到沉淀全部变为黑色固体，停止加热，再过滤、洗涤、干燥、再转移到研钵中研细备用。
B．把步骤（2）中的溶液和沉淀转移到过滤器中过滤，洗涤，将上述沉淀在蒸发皿中进行蒸发，至全部变为黑色固体为止。再转移到研钵中研细备用。
你认为那一个步骤更好，说明理由：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（二） 证明氧化铜起催化剂作用
设计对比实验①任取两份氯酸钾，分别放入两支试管，在其中一份中加入经精确称量的ng氧化铜粉末；②将两份氯酸钾同时在相同条件下正确加热，将放出的气体通入水中；③停止加热，冷却，将原先混有氧化铜的反应后混合物加水溶解，小心过滤，得到滤出物，洗涤并干燥；④观察滤出物的颜色和状态；⑤将滤出物和炭粉混和，在密闭容器中高温加热，将反应产生的气体通入澄清的石灰水中，并观察试验现象。
请回答下列问题：
（1）氧化铜作催化剂的理论依据是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）以上实验步骤，有一步不够严密，请指出是那一步：＿＿＿＿＿＿（填步骤序号）；该步骤应该做何改进？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）要达到实验目的，还应该再增加一个实验步骤，这个实验步骤是＿＿＿＿＿＿。
（4）若用另一套实验装置和操作替换第⑤步实验，也可以达到这一步的实验目的，请从图中所给的仪器作出合理选择，将它们连接成一个符合设计者要求的试验装置。
这个实验装置按照气流从左到右的连接顺序是＿＿接＿＿接＿＿接＿＿接＿＿接＿＿。
某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去，装置气密性良好，F是用于鼓入空气的双连打气球)。
实验操作及现象：
| 实验操作 |
现象 |
| Ⅰ.将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触 |
产生气体 |
| Ⅱ.当C装置中产生白色沉淀时，立刻将B装置上提 |
|
| Ⅲ.将A装置中铜丝放入稀硝酸中，给A装置微微加热 |
A装置中产生无色气体 E装置中开始时出现浅红棕色气体 |
| Ⅳ.用F装置向E装置中鼓入空气 |
E装置内气体颜色逐渐加深 |
| Ⅴ.一段时间后 |
C装置中白色沉淀溶解 |
试回答下列问题：
(1)操作Ⅰ中产生气体的化学式为；操作Ⅰ的目的是；D装置的作用是。
(2)C装置中白色沉淀的化学式是，操作Ⅱ中当C装置中产生白色沉淀时立刻将B装置上提的原因是。
(3)操作Ⅲ中A装置中产生无色气体的化学方程式是。
(4)E装置内气体颜色逐渐加深的原因是。
(5)操作Ⅴ现象产生的原因是(用化学方程式说明)。
某兴趣小组的同学共同设计了如图所示的多功能实验装置。该装置既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质。
(1)现有以下药品：锌粒、铜片、浓H2SO4、浓HNO3、蒸馏水、NaOH溶液。打开K1，关闭K2，可制取气体。
(2)某同学用石灰石、醋酸、硅酸钠溶液等药品设计了另一实验。他的实验目的是；打开K2，关闭K1，将A中液体加入B中后，观察到的实验现象为。
四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
回答下列问题：
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝。
(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是(只要求写出一项)。
(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用方法。
| TiCl4 |
SiCl4 |
|
| 熔点/℃ |
－25.0 |
－68.8 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
57.6 |
某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用，灼烧后的坩埚应放在上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
a．蒸发皿
b．石棉网
c．泥三角
d．表面皿
e．坩埚钳
f．试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原
b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜
d．该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、、冷却结晶、、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是、。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行次。
(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是(填字母编号)。
a．加热温度过高
b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却
d．胆矾晶体部分风化
高温条件下，辉铜矿(主要成分为Cu2S)通适量的空气可冶炼金属铜，经过一系列反应可得到B和D、E。G为砖红色沉淀。
请回答下列问题：
(1)辉铜矿(Cu2S)通适量的空气冶炼金属铜的化学方程式为，其中氧化剂为。
(2)E的浓溶液与Cu发生反应②的化学方程式是。
(3)利用电解可提纯铜，在该电解反应中阳极物质是，电解质溶液是。
(4)自然界中当胆矾矿与黄铁矿(主要成分为FeS2)相遇时会缓慢发生下列反应产生辉铜矿。对反应：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，被氧化的硫和被还原的硫的质量比为。