(16分)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料，最高可稳定到2200°C，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。工业用氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。现要通过实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
（1）实验原理
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4，则该反应的离子方程式是______________。
②AlN溶于强酸生成铵盐，溶于氢氧化钠溶液生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式___________。
（2）实验装置(如下图所示)
（3）实验过程
①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为yg，滴定管的读数为amL。
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，通过分液漏斗加入过量____(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量 _______(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
④打开K2，通过打气装置通入空气一段时间。
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为zg。
（4）数据处理与问答
①在上述装置中，设置活塞K2的目的是__________。
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积_________(填“偏大”，“偏小”或“无影响”)。
③Al4C3的质量分数为 ____，AlN的质量分数为_______。
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）第一步：将已去除表面氧化物的铁钉（含少量碳元素）放入冷浓硫酸中，第二步：10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面 （填写第二步的实验现象，若有则写出具体现象，若无则写无明显变化），其原因是___________ ______。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL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+。若要确认其中有Fe2+，应先用________（选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．酸性KMnO4溶液 d．浓氨水
铁粉与溶液X反应可制得一种补血剂， 写出其离子方程式 。
② 乙同学取336mL（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，经适当操作后得到干燥固体2.33g。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__________（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_________________ __
用 18 mol/L 的浓硫酸配制 100 mL 3.0 mol/L 稀硫酸的实验步骤如下： ① 计算所用浓硫酸的体积 ② 量取一定体积的浓硫酸 ③ 稀释 ④ 检漏、 转移、洗涤 ⑤ 定容、摇匀 回答下列问题：
（1）所需浓硫酸的体积是________mL ， 量取浓硫酸所用的量筒的规格是_________（用下列编号填空） 。
| A．10 mL | B．25 mL | C．50 mL | D．100 mL |
（2）第③步实验的具体操作是_____________________________________
（3）第⑤步实验的操作是继续向容量瓶中注入蒸馏水至离刻度线__________， 改用___________向容量瓶中滴加蒸馏水至___________为止。塞紧瓶塞，倒转摇匀并装试剂瓶。
（4）下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响？ （填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 无影响”）
①所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中 ______________；
②容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水_________________；
③在转入容量瓶前烧杯中溶液未冷却至室温_________；
④加水超过刻度线后， 用胶头滴管吸出多余的液体___________。
某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO4·5H2O，实现废物综合利用，实验过程如下：
过程Ⅰ：
（1）废Cu粉中一定含有的杂质是 （填化学式）。
（2）分别写出过程②发生反应的离子方程式 。
过程Ⅱ：
（3）综合过程Ⅰ、II，计算废Cu粉中各成分的质量之比是 （化为最简单整数比）。
过程Ⅲ：已知25℃时：
| 电解质 |
Cu（OH）2 |
Fe（OH）2 |
Fe（OH）3 |
| 溶度积（Ksp） |
2.2×10－20 |
8.0×10－16 |
4.0×10－38 |
| 开始沉淀时的pH |
5.4 |
6.5 |
3.5 |
| 完全沉淀时的pH |
6.4 |
9.6 |
4.0 |
（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H2O2溶液，调节溶液的pH范围为 ，然后过滤、结晶，可得CuSO4·5H2O。
（5）下列与Ⅲ方案相关的叙述中，正确的是 （填字母）。
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe（OH）2沉淀比Fe（OH）3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-，可用下述方法处理该废液，回收盐酸和制备氧化铁涂料。
（1）单质X的化学式是 。
（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末，有关的化学方程式依次为： 。
（3）某铁红涂料中除含有Fe2O3外，还可能添加有CuO或FeO中的一种,请设计实验方案，探究该铁红涂料中添加物的成分。
① 提出合理假设
假设1：添加了CuO
假设2：添加了FeO
② 请设计方案，验证上述假设，写出实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂：铁粉、3mol•L-1H2SO4、0.1 mol•L-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液
| 操作步骤 |
预期现象和结论 |
| 步骤1．取少量样品于试管中， ____________________________ |
样品全部溶解，得到澄清的溶液。 |
| 步骤2． __________________ 步骤3． __________________ |
___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ |
（4）请计算，用635g水完全吸收“高温喷雾焙烧”产生的HCl气体 升（标准状况），即可得到36.5%的浓盐酸（相对原子质量 Cl 35.5 H 1）。
高纯六水氯化锶晶体（SrCl2·6H2O）具有很高的经济价值，工业上用难溶于水的碳酸锶（SrCO3）为原料（含少量钡和铁的化合物等），制备高纯六水氯化锶晶体的过程为：
已知：Ⅰ.SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表：
| 氢氧化物 |
Fe（OH）3 |
Fe（OH）2 |
| 开始沉淀的pH |
1.5 |
6.5 |
| 沉淀完全的pH |
3.7 |
9.7 |
（1）操作①加快反应速率的措施有 （写一种）。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式 。
（2）酸性条件下，加入30% H2O2溶液，将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式为 。
（3）在步骤②-③的过程中，将溶液的pH值由1调节至4时，宜用的试剂为________________。
A．氨水 B．氢氧化锶粉末 C．氢氧化钠 D．碳酸钠晶体
（4）操作③中所得滤渣的主要成分是 （填化学式）。
（5）步骤④的操作是 、 。
（6）工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是
A．50~60℃ B．70~80℃ C．80~100℃ D．100℃以上