某学习小组研究同周期元素性质递变规律时，设计并进行了下列实验-优题课

高纯度镍是许多有机反应的催化剂。某化学课题组拟以电镀废液（含有NiSO₄、CuSO₄和FeSO₄）为原料，设计提取高纯镍的简单工艺如下（阴离子省略）：

难溶电解质	NiS	CuS	Cu(OH)₂	Ni(OH)₂	Fe(OH)₃
Ksp或沉淀完全的pH	1.1×10^－21	1.3×10^－36	pH=9	pH=9.5	pH=3.7

注：Ni(OH)₂开始沉淀时的pH=7。
（1）加入新制氯水所发生反应的离子方程式为。
（2）加入NiCO₃的目的是。
（3）在实验室中灼烧所使用的仪器有。
（4）由氧化镍制备高纯度镍，有两种方案：
方案1：氧化镍溶于稀硫酸，加入足量锌粉，过滤、洗涤、干燥。
方案2：锌与稀硫酸反应产生氢气，氢气还原氧化镍。
制备等质量的镍粉，从消耗原料量、产品纯度、实验安全等角度评价两种方案的优点。
方案1：。
方案2：。
（5）方案2所用的氢气可以选用下列装置中的来制取（填写字母，下同），收集氢气可选用装置。

（6）若将D装置和E装置相连制取并收集干燥纯净的X气体，则X气体可以是下列气体中的。装置D中导管a的作用是。
a．CO₂ b．Cl₂ c．NO d．SO₂

实验室用下列装置探究SO₂的性质并测定SO₂转化为SO₃的转化率。
已知：SO₃熔点为16．8℃，沸点为44．8℃，且遇水剧列反应。

（1）仪器a的名称是________。
（2）装置A的作用除将气体充分混合、干燥气体外，还能________。
（3）I和II连接可验证SO₂的性质。
①装置B中现象是__________；装置C中的现象体现了SO₂的_______性。
②经验证D瓶中的溶液能使品红试液褪色。请用最简单的方法检验D瓶中含有SO₂还是含有氯水：_________。
（4）I和III连接可测定SO₂的转化率。
①当停止通入SO₂，熄灭酒精灯后需继续通一段时间的O₂，目的是________。
②有同学认为，装置G中盛放的溶液可用下列试剂________代替更环保（填序号）。
a．足量BaC1₂溶液
b．足量Ba（OH）₂溶液
c．足量FeC1₃和BaC1₂的混合液
d．足量NaHSO₂溶液
③实验结束后，若装置F增加的质量为mg，装置G中产生白色沉淀的质量为ng，则此条件下，SO₂的转化率为______（用含字母的代数式表示，不用化简）。

襄阳五中某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。
[提出假设]假设1：气体产物只有SO₂；假设2：_______________。
[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物，设计如图实验装置：一定量的浓硫酸与金属M反应。

（1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在H装置后面连上一根导管，然后，则证明装置的气密性良好。
（2）若B瓶里品红溶液褪色，E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显＋2价。写A中发生反应的化学方程式：；
（3）若假设2正确，则可观察到：F管中；G干燥管里。
[实验反思] 为了进一步探究金属M成分和气体组分，进行如下实验：
称取11．2g金属M放入装置A中，加入一定量的浓硫酸，反应结束后，B瓶里品红溶液褪色，金属没有剩余，拆下G并称重，G增重0．9g。
（4）为了观察溶液颜色，实验完毕后，需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法。
（5）将稀释后的溶液分装甲、乙试管，向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等，则气体成分及物质的量为。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式。

卤块的主要成分是MgCl₂，此外还含Fe³⁺、Fe²⁺和Mn²⁺等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如下图：

已知：Fe²⁺氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe³⁺，生成Fe（OH）₃沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：
表1生成氢氧化物沉淀的pH

试剂	价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25．2%）	450
双氧水（含H₂O₂,30%）	2400
烧碱（含98% NaOH）	2100
纯碱（含99．5% Na₂CO₃）	600

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）₃	2．7	3．7
Fe（OH）₂	7．6	9．6
Mn（OH）₂	8．3	9．8
Mg（OH）₂	9．6	11．1

表2化学试剂价格表

试剂	价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25.2%）	450
双氧水（含H₂O₂，30%）	2400
烧碱（含98%NaOH）	2100
纯碱（含99.5%Na₂CO₃）	600

（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是，原因是。写出加入X发生反应的离子方程式。选择（试剂）来检验Fe²⁺是否完全氧化为Fe³⁺
（2）在步骤③中控制pH=9．8，其目的是。
（3）试剂Z应该是。
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是。
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在仪器A中灼烧。A应放置于仪器B上灼烧，灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却。则B、C、D分别是、、。

为回收利用废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO₄	V₂O₅	NH₄VO₃	(VO₂)₂SO₄
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

回答下列问题：
（1）工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式。
（2）图中所示滤液中含钒的主要成分为（写化学式）。
（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为、。

（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，完成反应的离子方程式为VO₂⁺＋H₂C₂O₄＋_____＝VO²⁺＋CO₂↑＋H₂O。
（5）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为VO₂⁺＋V²⁺＋2H⁺VO²⁺＋H₂O＋V³⁺，电池充电时阳极的电极反应式为。

实验步骤	实验现象
① 将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
② 向新制得的Na₂S溶液中滴加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③ 将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④ 将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤ 将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥ 向A1Cl₃溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉淀。