某一反应体系中有反应物和生成物共八种物质：KMnO4、SO2-优题课

三草酸合铁酸钾晶体K₃ [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草
酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实
验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L^-1HNO₃、1.0 mol·L^-1盐酸、1.0 mol·L^-1 NaOH、3% H₂O₂、0.1mol·L^-1KI、0.1 mol·L^-1CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是。
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃。验证固体产物中钾元素存在的方法是，现象是。
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1：；假设2：；假设3：。
②设计实验方案证明你的假设

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……

③实验过程
根据②中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验（以下数据为多次平行实验测定结果的平均值）：
方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580　mL（标准状况）；
方案二：将g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000 mol·L^-1
的KMnO₄溶液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO₄溶液。
请回答下列问题：
（1）配平下面的化学方程式（将有关的化学计量数填入答题卡的横线上）：
□KMnO₄+□FeSO₄+□H₂SO₄=□Fe₂(SO₄)₃+□MnSO₄+□K₂SO₄+□H₂O
（2）在滴定实验中不能选择　　　　　　　式滴定管，理由是　　　　　　　　　；
（3）根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为　　　　　　和
　　　　　　；（铁的相对原子质量以55.9计）
（4）若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一　　　　　（填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是　　　　　　　；
②方案二　　　　　（填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是　　　　　　　。

黄铜矿（CuFeS₂）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。
（1）冶炼铜的反应为
8CuFeS₂+21O₂ 8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂
若CuFeS₂中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是（填元素符号）。
（2）上述冶炼过程产生大量SO₂。下列处理方案中合理的是（填代号）。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na₂SO₃ d.用浓硫酸吸收
（3）过二硫酸钾（K₂S₂O₈）具有强氧化性，可将I^-氧化为I₂：
S₂O+2I^- 2SO+I₂
通过改变反应途径，Fe³⁺、Fe²⁺均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe³⁺对上述反应催化的过程：、（不必配平）。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃。
据以上信息回答下列问题：
a.除去Al³⁺的离子方程式是。
b.选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸稀硫酸 KSCN溶液酸性KMnO₄溶液 NaOH溶液
碘水
所选试剂为。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为。

铜在自然界存在于多种矿石中，如：

矿石名称	黄铜矿	斑铜矿	辉铜矿	孔雀石
主要成分	CuFeS₂	Cu₅FeS₄	Cu₂S	CuCO₃·Cu(OH)₂

请回答下列问题：
（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是
。
（2）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O+Cu₂S 6Cu+SO₂↑,反应的氧化剂是。
（3）SO₂尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称。
（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：。
（5）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是（填字母）。

选项	陈述Ⅰ	陈述Ⅱ	判断
A	铜绿的主要成分是碱式碳酸铜	可用稀盐酸除铜器表面的铜绿	Ⅰ对；Ⅱ对；有
B	铜表面易形成致密的氧化膜	铜容器可以盛放浓硫酸	Ⅰ对；Ⅱ对；有
C	铁比铜活泼	铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈	Ⅰ对；Ⅱ对；有
D	蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化	硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂	Ⅰ错；Ⅱ对；无

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂
等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应负投反应。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²^＋、Fe³^＋和Fe²^＋的浓度均为0.10mol·L^－¹，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³^＋和Fe²^＋的实验步骤。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe³^＋ Fe²^＋ Cu²^＋	1.9 7.0 4.7	3.2 9.0 6.7
提供的药品：Cl₂浓H₂SO₄ NaOH溶液 CuO Cu

（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式
劣质不锈钢腐蚀的实验现象