(9分)某同学对第四周期过渡元素产生浓厚的兴趣。想探究是否只有MnO2能催化KClO3受热分解?CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?若有催化作用，效率怎样?请你与他一起进行实验探究：
I．课题名称：_________________________。
Ⅱ．实验仪器：略
实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
Ⅲ．实验步骤：略
Ⅳ．实验数据：
| 实验 编号 |
KClO3 (g) |
氧化物 |
产生气体(mL) (已折算为标况) |
耗时(s) |
||
| 化学式 |
质量(g) |
回收 |
||||
| 1 |
0.6 |
— |
— |
— |
10 |
480 |
| 2 |
0.6 |
MnO2 |
0.20 |
90% |
67.2 |
36.5 |
| 3 |
0.6 |
CuO |
0.20 |
90% |
67.2 |
79.5 |
| 4 |
0.6 |
Fe2 O3 |
0.20 |
90% |
67.2 |
34.7 |
| 5 |
0.6 |
Cr2O3 |
0.20 |
异常 |
67.2 |
188.3 |
V．实验讨论：
⑴请用编号3的实验数据求得KClO3的分解率：为______％(保留一位小数)。
⑵在用Cr2O3做实验时，有刺激性气味的气体产生，同时绿色的混合物变成橘黄色（K2Cr2O7）。该刺激性气体可能是______（填化学式)，用 检验。（填序号）
A、湿润的蓝色石蕊试纸 B、湿润的碘化钾淀粉试纸
C、湿润的PH试纸 D、湿润的红色石蕊试纸
Ⅵ．实验结论：________________________________________________________。
某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱，并进行以下探究：
（1）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：
| 选择的装置 （填编号） |
实验现象 |
实验结论 |
| 样品含 NaHCO3 |
（2）测定该纯碱样品的纯度：称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。将反应 混和物过滤、（填操作）、干燥、称量为m2g。该纯碱样品的纯度为。
（3）该小组同学在0.1mol/LNaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：
实验1：加热0.1mol/LNaHCO3溶液，测得溶液pH变化如下表
| 温度（℃） |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
80 |
100 |
| pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.9 |
9.4 |
9.6 |
10.1 |
但当温度恢复到10℃，测得溶液pH=9.8。
实验2：加热0.1mol/LNaHCO3溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1mol/LNaHCO3溶液中存在的平衡（除水电离平衡外）、_________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析，加热0.1mol/LNaHCO3溶液，pH增大的原因可能是________________（答一条）。
氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
| 实验编号 |
反应物 |
催化剂 |
| ① |
10 mL 2% H2O2溶液 |
无 |
| ② |
10 mL 5% H2O2溶液 |
无 |
| ③ |
10 mL 5% H2O2溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
| ④ |
10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
| ⑤ |
10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
（1）实验①和②的目的是______________________________________________________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是_________________________（填一种方法即可）。
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是_________________________________________________。
II.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
（1）某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量_______或______来比较。
（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因：_____________。
请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用，需补做下列实验（无需写出具体操作）：
a.；b.。
钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成 分是MoS2，含少量PbS等）制备钼酸钠晶体的部分流程如下：
（1）焙烧的过程中采用的是“逆流焙烧”的措施，则该措施的优点是：。
（2）写出焙烧时生成MoO3的化学方程式为：。
（3）写出“碱浸”反应的离子方程式：。
（4）碱浸液结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去SO42－。当BaMoO4开始沉淀时，求SO42－的去除率（写出计算过程）。已知：碱浸液中c(MoO42－)=0.40mol·L－1，c(SO42－)=0.040mol·L－1，Ksp(BaSO4)= 1.0×10－10、Ksp(BaMoO4)= 4.0×10＝8，加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略。
（5）下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果：
①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异，其原因可能是。
②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4~Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2，则NaNO2的作用。
地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液反应模拟地下水脱氮过程，理想的脱氮原理为：4Fe + NO3- + 10H+ = 4Fe2+ + NH4+ + 3H2O。
（1）研究发现：随着KNO3溶液酸性的减弱，对应还原产物中氮元素的化合价越低。课题组用酸性弱的KNO3溶液进行实验，没有观察到气体生成，则该条件下KNO3的还原产物可能是（化学式）。
（2）实验发现：反应一段时间后，反应体系中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是。
a．生成的Fe2+水解b．Fe2+被氧化生成Fe3+c．Fe2+被还原成Fe
（3）该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。
可能用到的试剂和仪器：粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2．0mol/L KNO3、0．1 mol/L H2SO4、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。
①设计实验方案：在不同的自变量（温度、铁粉颗粒的大小）时，测定（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
②参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据：数据用字母表示）。
【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO3-）
| 物理量 实验序号 |
V（2．0mol/L KNO3）/ mL |
…… |
|
| 1 |
a |
…… |
|
| 2 |
a |
…… |
|
| 3 |
a |
…… |
③进一步的研究表明：将铁粉和活性炭同时加入上述KNO3溶液中，可以明显提高脱氮速率，其原因是。
某小组同学利用铝和氧化铁发生铝热反应后得到的固体进行如下实验。
（1）铝和氧化铁反应的化学方程式是。
（2）固体成分的初步确定。
| 实验序号 |
操作及现象 |
| ⅰ |
取少量固体样品，加入过量稀盐酸，固体溶解，产生无色气体（经检验为H2），溶液呈浅黄色 |
| ⅱ |
向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈浅红色，再加入H2O2溶液至过量，产生无色气体（经检验为O2），溶液变为深红色，且红色很快褪去 |
①由上述实验可知：溶液中Fe元素的存在形式有。
②ⅰ中产生H2的原因是样品中除含Fe外，可能有未反应的Al，为检验样品中是否含Al单质，设计了相关实验，依据的原理是（用离子方程式表示）。
③生成O2的化学方程式是。
进一步的实验表明，上述固体样品中Fe元素的存在形式有：Fe、Fe2O3、Fe3O4。
（3）该小组同学对ⅱ中溶液红色褪去的原因做进一步探究。
| 实验序号 |
操作、现象 |
| ⅲ |
将ⅱ中剩余溶液均分为两份，一份滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀； 另一份滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀不溶解 |
| ⅳ |
取2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，滴入KSCN溶液，溶液变为红色，通入一段时间O2，无明显变化。再加入H2O2溶液，红色很快褪去 |
提示：KSCN中S元素的化合价为-2价
①实验ⅲ中白色沉淀的化学式是。
②结合实验ⅲ和ⅳ分析，实验ⅱ中红色褪去的原因是。
③查阅资料得知：Cl-对溶液红色褪去的反应有催化作用，验证该说法应补充的实验和现象是。