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．
（1）提出假设
①该反应的气体产物是CO2．
②该反应的气体产物是CO．
③该反应的气体产物是 ．
（2）设计方案
如图所示，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．
（3）查阅资料
氮气不与碳、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）饱和溶液混合加热反应制得氮气．请写出该反应的离子方程式： ．
（4）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碳粉混合均匀，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 ．
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式： ．
（6）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 ．
②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： ．
纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·x H2O，经过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。
用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
注：NH4Fe（SO4)2是一种复盐。请回答下列问题：
（1）TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为_________________________。
（2）检验TiO2·x H2O中Cl－是否被除净的方法是_________________________。
（3）配制NH4Fe（SO4)2标准溶液时，加入一定量H2SO4的原因是______________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的_______（填字母代号）。
（4）滴定终点的现象是__________________________________________。
（5）滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为M g·mol－1）试样w g，消耗C mol/L NH4Fe（SO4)2标准溶液V mL，则TiO2质量分数表达式为___________________。
（6）判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH4Fe（SO4)2溶液有少量溅出，使测定结果____。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。
废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收 Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：
（1）①铜帽溶解时加入H2O2的目的是______________________ (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是______。
（2）为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH＝3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：
2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2
2S2O32-＋I2===2I－＋S4O62-
①滴定选用的指示剂为________，滴定终点观察到的现象_____________________。
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
（3）已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
| 开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
|
| Fe3＋ |
1.1 |
3.2 |
| Fe2＋ |
5.8 |
8.8 |
| Zn2＋ |
5.9 |
9 |
实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L－1 HNO3、1.0 mol·L－1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的正确实验步骤依次为：
①过滤；
②调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全；
③过滤、洗涤、干燥；
④调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9)，使Fe3＋沉淀完全；
⑤向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；
⑥900 ℃煅烧；
（4）Zn(OH)2的溶度积常数为1.2×10-17(mol•L-1)3,当Zn2+沉淀完全时，此时溶液中Zn2+的浓度为
溴化钙是一种溴化物，用于石油钻井，也用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等。制备CaBr2·2H2O的主要流程如下：
（1）制备FeBr2时可用如下实验装置（部分夹持装置略去），水浴加热。
仪器a的名称是________，与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是。
（2）滤渣的成分可能是。
（3）试剂M是，加入M的目的是。
（4）操作Ⅱ的步骤为蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。
（5）溴化钙晶体中溴离子的检验:将少量溴化钙晶体溶于水，加入，实验现象为，发生反应的离子方程式为。
（6）将氨气通入石灰乳，加入溴，于65°C进行反应也可制得溴化钙，此反应中还会生成一种无色气体，写出反应的化学方程式。
（7）制得的CaBr2·2H2O可以通过以下方法测定纯度：称取5．00g样品溶于水，滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、烘干、冷却，称量。得到2．00g固体，则CaBr2·2H2O的质量分数为。
锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成：BaS+ZnSO4＝ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题.
Ⅰ．ZnSO4溶液的制备与提纯：
有关资料：a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3，含少量SiO2、FeCO3、Cu2（OH）2CO3等；b.Zn（OH）2与Al（OH）3相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2；
（1）滤渣1的化学式为；②中使用的氧化剂最好是下列的（填序号）。
| A．Cl2 | B．H2O2 | C．KMnO4 | D．浓HNO3 |
（2）滤渣2中主要成份的化学式为；为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤（选填①、②、③、⑤）。
（3）步骤④发生的离子反应方程式为。
（4）与Al相似，Zn也能溶于NaOH溶液。写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式：。
Ⅱ.BaS溶液的制备
有关数据：Ba（s）＋S（s）＋2O2（g）＝BaSO4（s） △H1 =" —1473.2" kJ•mol-1
C（s）＋ 1/2O2（g）＝CO（g）△H2 =" —110.5" kJ•mol-1
Ba（s）＋ S（s）＝BaS（s）△H3 =" —460" kJ•mol-1
（5）若煅烧还原的产物仅为BaS和CO，则其反应的热化学方程式为：。
Ⅲ.制取锌钡白
（6）如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，产生的后果是。
Na2S2O3可做分析试剂。它易溶于水，遇酸易分解。某研究小组进行如下实验：
【实验一】Na2S2O3·5H2O的制备
I 实验原理：Na2SO3（aq）＋S（s）
Na2S2O3（aq）
II 实验装置：如图1所示，有关物质的溶解度曲线如图2所示：
III 实验步骤：
（1）检查装置气密性，按图1所示加入试剂，其中装置B和D中加的是，装置C中的硫粉应事先研细并用乙醇润湿，否则会影响。
（2）打开K1、关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热。C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。
（3）当C中溶液的pH接近7时，打开K2、关闭K1并停止加热。采取该措施的理由是。
（4）将C中的混合液过滤，将滤液经过一系列操作，可得粗产品Na2S2O3·5H2O。
IV 产品检测：
（5）粗产品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：。
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【实验二】自来水中余氯的测定
含氯消毒剂给自来水消毒后余氯含量的方案如下：在250ml碘量瓶（或具塞锥形瓶）中放置0.5gKI，加10ml稀硫酸，准确量取流动水样100ml（打开自来水龙头，待水流数十秒后再取水样）置于碘量瓶，迅速塞上塞摇动，见水样呈淡黄色，加1ml淀粉溶液变蓝，则说明水样中有余氯。再以Cmol/L标准Na2S2O3溶液滴定，至溶液蓝色消失呈无色透明溶液，记下硫代硫酸钠溶液的体积。
（已知：滴定时反应的化学方程式为I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6）
（6）若该自来水是以漂白粉消毒，能说明水样中有余氯的反应离子方程式为。
（7）上述实验，消耗标准Na2S2O3溶液V mL，则自来水样品中余氯量（以游离Cl2计算）为mg·L－1。实验中，若“塞上塞摇动”动作缓慢，则测得结果（填“偏高”“偏低”或“不变”）。