某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。设计方案如图，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
| |
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
（1）查阅资料：
①氮气不与炭粉、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热制得氮气。写出该反应的离子方程式： 。
②使上述制得的气体通过___________装置方能获得干燥的N2
（2）实验步骤：
①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。步骤②、④中都分别通入N2，其作用分别为 。
（3）数据处理：
①试根据实验数据分析，该反应的气体产物是CO2和CO,理由是____________________
②写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式： 。
（4）实验优化：
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液，其理由是 。
②pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为：1×10-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝-lg1×10-3＝3。现向0.2mol/LBa(OH)2溶液中通入CO2气体，沉淀开始产生时，溶液中CO32-的PC值为_________（已知：lg2＝0.2；Ksp(BaCO3)＝5.0×10-9）
③从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善： 。
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
① 按上图组装仪器，检查装置的气密性；
② 将5．0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为 。
（2）若将H2换成CO，则还需补充 装置。
（3）测的反应后装置B增重1．35g，则铁矿石中氧的百分含量为 。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定
（1）步骤④中煮沸的作用是 。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测夜润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（4）若滴定过程中消耗0．5000mol·L−1的KI溶液20．00mL，则铁矿石中铁的百分含量为 。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。
硫酸工业产生的废气A（主要成分：SO2、O2、N2、CO2等）排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究，请回答下列问题。
（1）同学甲设计实验检验废气A中含有的CO2，应选择的试剂有 。
| A．NaOH溶液 | B．酸性KMnO4溶液 | C．澄清石灰水 | D．盐酸 |
（2）同学乙欲测定废气A中SO2的含量，取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功，装置A应具有的现象是 ，搅拌的目的是
②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量，然后进行含量计算。经小组讨论后，同学丁提出疑问，按照同学丙的实验，若废气中SO2完全被吸收，则最后测定的结果应该偏大，同学丁推断的理由是 。
（3）兴趣小组的同学查阅资料发现可利用硫酸工业废气A制备皓矾（ZnSO4•7H2O）。实验模拟制备皓矾工业流程如下：
①“氧化”中加入硫酸铁发生反应的离子方程式是 。
②加入Zn粉的目的是 。
③固体A主要成分是 。
④操作b得到纯净皓矾晶体，必要的操作是 、过滤、洗涤、干燥。
铁钾矾[KxFey(SO4)m·nH2O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定：
①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.466g。
③准确量取25.00mL溶液A，加入足量的KI溶液，以淀粉为指示剂，用0.1250 mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定，消耗8.00mL至终点（已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6）。
（1）要检验出A溶液中存在的Fe3+，可以加入 溶液。
（2）已知室温下BaSO4的Ksp＝1.1×10－10，欲使溶液中c(SO42－)≤1.0×10－5 mol•L－1，应保持溶液中c(Ba2+)≥ mol·L－1。
（3）步骤③中判断滴定终点的方法是 。
（4）通过计算确定铁钾矾的组成（写出计算过程）。
钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。
（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为 ；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为 （任答一点）。
（2）配制TiCl4溶液时，通常将TiCl4溶于浓盐酸，目的是 。
（3）加入H2C2O4溶液时，发生反应的化学方程式 ；可循环使用的物质X是 。
（4）煅烧得到BaTiO3的同时，生成高温下的气体产物有CO、 和 。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
【探究一】
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是
（2）另称取铁钉6．0 g放入15．0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋应选用______（选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．浓氨水 d．KMnO4酸性溶液
②乙同学取336 mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：[SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。
（3）装置B中试剂的作用是
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是 （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于____________（选填序号）。
a．A之前b．A-B间c．B-C间 d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是__________________
（7）若要测定336mL气体中H2的含量（标准状况下约有28 mL H2），可否用托盘天平称量D或E反应前后的质量差的方法做出判断?并说明理由