(15分)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某兴趣小组的同学发现：将一定量的生铁与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂：0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液、0.10mol·L－1 KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe2＋和Fe3＋中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中肯定含有 气体。
【实验探究】
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实验操作 |
预期现象 |
结 论 |
| 验证猜想Ⅰ |
步骤①：取少量0.01 mol·L－1酸性 KMnO4溶液，滴入所得溶液中 |
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| 步骤②： |
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含有Fe3＋ |
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| 验证猜想Ⅱ |
将所得气体通入如下装置 |
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含有两种或 以上气体 |
【问题讨论】
（1）有同学提出：若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和新制氯水两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，试问是否可行，并说明原因： 。
（2）有同学提出：试管中气体可能是H2和Q气体，为此重新设计了实验装置如下图(图中夹持仪器省略)。
①Q产生的原因是 (用化学方程式表示)。
②为确认Q的存在，则M中盛放的试剂为 ，并将装置M添加于 (选填序号)。
a．A之前 b．A－B间 c．B－C间 d．C－D间
③装置图中D、E、F组合的作用是 。
某学校兴趣小组设计如下装置进行实验探究（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）。
（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱
①连接仪器、、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热；
②装置A中的试剂是；
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是。
（2）验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性
①打开b，关闭a。能验证SO2具有氧化性的化学方程式是；
②若过量的SO2通入NaOH溶液中，其离子方程式是；
③BaCl2溶液中无沉淀现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
| 滴加的溶液 |
氯水 |
氨水 |
| 沉淀的化学式 |
写出其中SO2显示还原性并生成沉淀的离子方程式。
将一定量铁粒放入某浓度硝酸中，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
（1）为探究溶液X中铁元素的价态，设计如下实验：
药品和仪器：0．1mol·L-1KSCN溶液、0．1mol·L-1KI溶液、0．2mol·L-1酸性高锰酸钾溶液、氯水、试管和滴管。
请根据实验设计，填写下列实验报告：
| 实验步骤 |
实验操作 |
现象与结论 |
离子方程式 |
| 第1步 |
取2~3mL溶液装于试管，向试管中滴加几滴KSCN溶液 |
||
| 第2步 |
若溶液紫色褪去，则溶液 含有Fe2+；若无明显变化， 则不含Fe2+ |
（2）为探究气体Y的组成，将盛有10mLY的量筒倒立在水槽中，待液面稳定后，再通入相同条件下3mLO2，充分反应后，量筒内完全充满溶液。则气体Y的成分及体积分别是。
无水氯化铝是一种重要的化工原料，利用明矾石
制备无水氯化铝的流程如下：
（1）验证焙烧炉产生的气体含有
的方法是________________________________。
（2）吸收焙烧炉中产生的，下列装置合理的是________（填代号）。
（3）氯化炉中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
（4）生产氯化铝的过程中产生
等大气污染物，若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染。试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应。（简要描述实验步骤、现象和结论）
__________________________________________________________________________。
仪器自选；可供选择试剂如下：
①滴加酚酞的氢氧化钠溶液②氯化亚铁溶液③硫氰化钾溶液④品红溶液
(5）某学习小组设计用如下装置验证二氧化硫的某些化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为_____________________________________。
②写出a瓶中发生反应的离子方程式___________________________________________。
③充分反应后，取a瓶中的溶液分成三份，分别进行如下实验。
实验I：向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
实验II：向第二份溶液中加入少量KMnO4溶液，紫色褪去
实验III：向第三份溶液中加入BaC12溶液，生成白色沉淀
上述实验中能证明二氧化硫具有还原性的是________（填实验代号）。
某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下：提出猜想
问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，铜不如铝活泼，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜也有两性吗？
问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？
问题3：氧化铜有氧化性，能被H2、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？
实验探究
I.解决问题1
（1）需用到的药品除1 mol·L-1CuSO4溶液、稀硫酸外还需________（填试剂的化学式）溶液。
（2）用胆矾晶体配制1 mol·L-1CuSO4溶液250mL，选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管外，还有______________（填仪器名称）。
（3）为达到实验目的，请你补全实验内容和步骤：
①用CuSO4溶液制备Cu(OH)2；
②__________________________________________________________________________。
Ⅱ．解决问题2
取一定量I中制备获得的氢氧化铜固体于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答问题。
（1）写出氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应的离子方程式：_______________________。
（2）从实验Ⅱ可得出的结论是在高温下正一价铜比正二价铜________（填稳定或不稳定），溶液中正一价铜比正二价铜_________（填稳定或不稳定）。
Ⅲ．解决问题3
设计如下装置（夹持装置未画出）：
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的单质气体Y；将X通人灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01 mol X，测得B装置增重0.36g，并收集到0.28g气体Y。
（1）仪器A的名称是_____________________。
（2）X的化学式为_______________________。
某混合金属粉末，除Fe外，还含有Al、Zn中的一种或两种，含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在，探究过程如下：
【查阅资料】①Zn可以与NaOH溶液反应生成H2
②Zn(OH)2为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3·H2O
③Zn2+易形成络合物如[Zn(NH3)4]2+，该络合物遇强酸生成Zn2+、NH4+
【提出假设】假设①：该混合金属粉末中除Fe外还含有Al元素
假设②：该混合金属粉末中除Fe外还含有Zn元素
假设③：该混合金属粉末中除Fe外还含有Al、Zn元素
【实验探究】所用试剂：样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
甲同学基于假设③设计实验方案如下：
乙同学同样基于假设③设计另一实验方案如下：
（1）Fe元素在周期表中的位置是第周期族。
（2）试剂M是；沉淀B是。
（3）你认为甲、乙同学的方案（填“甲”或“乙”）比较好，理由是。
（4）操作Ⅰ的主要过程是：在滤液中逐滴加入，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的。
（5）乙同学将沉淀C洗涤、烘干、冷却后称重，质量为m1g，经计算即可得到样品中铁的质量分数，你认为（填“是”或“否”）准确，原因是。
（6）电解法制金属铝的化学方程式是。
以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是。