铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I．水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na2FeO4）改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理___________。
（2）碱式硫酸铁［Fe(OH)SO4］是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
回答下列问题：
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中，反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若通入5.6L O2（标准状况），则相当于节约NaNO2的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的［Fe(OH)］2+离子，可部分水解生成［Fe2(OH)4］2+聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II．铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为：
FePO4+Li
LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水，当消耗1.4g Li时，溶液的pH为____________。（忽略溶液的体积变化）。
MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2实验，其流程如下：
（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的_________（写化学式）转化为可溶性物质。
（2）第②步反应的离子方程式：□＋□
＋□＝□MnO2↓+□Cl2↑＋□
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、________、________、________，
已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还有含有________（写化学式）。
（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要________mol NaClO3。
NaHCO3是重要的化工原料，在实验室里可通过下列两个步骤得到：
已知一些物质在20℃、30℃时溶解度数据：
 溶解度(g)温度(℃) |
NH4Cl |
NH4HCO3 |
NaHCO3 |
NaCl |
Na2CO3 |
(NH4)2CO3 |
| 20 |
28.7 |
21.7 |
9.6 |
31.5 |
21.5 |
100 |
| 30 |
41.1 |
27.0 |
11.1 |
36.3 |
39.7 |
＞100 |
请回答：
（1）步骤Ⅰ反应的化学方程式是。
（2）若将NH3和CO2两种气体通入顺序互换后没有沉淀，原因是。
（3）步骤Ⅱ所得白色沉淀中一定有NaHCO3，原因是。
（4）步骤Ⅱ生成NaHCO3的离子方程式是。
（5）根据气体物质溶解性及上列溶解度数据，简述上述两过程在较低温度下进行时效果更好的原因。
某研究小组为了探究Fe3+与I-的反应是否为可逆反应，设计了如下实验：
（1）取少量溶液1于试管中，加入少量淀粉溶液，震荡，溶液变蓝，说明Fe3+与I-的反应有______________生成（填化学式）。
（2）上述操作1的名称：______________，所用的主要仪器是_____________，上层溶液的颜色为________________。
（3）该小组对下层溶液滴加KSCN溶液未见红色的原因，提出了下列两种猜想。
猜想一：___________________________；
猜想二：残留的Fe3+与SCN-结合生成的Fe(SCN)3浓度极小，其溶液颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：
Fe3+可与[Fe(CN)6]4－反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。
（4）若猜想1成立，请写出该反应的离子方程式：______________；
（5）若猜想2成立，请自行设计实验验证。
| 实验步骤 |
预期现象与结论 |
(15分)纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油扭、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。在浓CaCl2,溶液中通人NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙。某校学生实验小组设计下图所示装置，制取该产品。D中装有他稀硫酸的脱脂棉．图中夹持装置已略去。
I．可选用的药品有:a．石灰石b．饱和氯化钙溶液c．6 mol/L盐酸d．氯化铵固体e．氢氧化钙固体。
（1）A中制备气体时，所需药品是（选填字母序号）______________；
（2）B中盛有_________溶液，其作用是_____________；
（3）写出制取氨气的化学方程式_____________________；
（4）在实验过程中，向C中通入气体是有先后顺序的，应先通入的气体是_____（写化学式）
（5）检验D出口处是否有氨气逸出的方法是_______________________；
（6）写出制取纳米级碳酸钙的化学方程式________________________。
(12分)某混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种:K＋、NH4＋、Al3＋、Ba2＋、CO32－、SO42－、Cl－、Br－。现分别取100 mL的三等份溶液进行如下实验:
①第一份加过量浓NaOH溶液加热后，收集到气体0．02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。再向甲溶液中通人过量的CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥、灼烧后，得到1．02 g固体。
②第二份加足量盐酸酸化的BaC12溶液，经过滤、洗涤、干燥后，得到沉淀的质量为11．65 g,
③第三份加CCl4，滴加少量氯水，振荡后静置, CCl4层未变红色;
依据实验回答下列问题:
（1）分析上述实验，写出每一实验可以确定离子一定存在或不存在的种类。
实验①可以确定:一定存在的离子有__________，一定不存在的离子有___________;
实验②可以确定:一定存在的离子有___________________，一定不存在的离子有________;
实验③可以确定:一定不存在的离子有_____________________。
（2）试通过分析与计算，原溶液中K+的物质的量浓度为____________mol·L-1。