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铁的冶炼和探究
取20.0gFe₂O₃粉末，小组同学用如图装置模拟炼铁，并测定反应后固体成分。
   
资料：碱石灰可吸收H₂O和CO_2.
(1)连接装置，先_____，再装入药品。
(2)实验时先通入CO，目的是_____。
(3)该实验装置有一个明显缺陷，你认为是_____。
(4)控制A中温度在700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却。
①通过测定装置B中固体的质量变化，可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是_____。
②现直接测得装置A中剩余固体质量为17.2g。则装置B中固体应增重_____g。
(5)经分析A中剩余固体17.2g为Fe和Fe_xO_y的混合物，向其中加入足量的稀H₂SO₄，充分反应，得H₂质量为0.1g。(Fe_xO_y和稀H₂SO₄反应，但无气体产生)
①固体中Fe质量为_____g。
②Fe_xO_y的化学式为_____。

烧杯中盛有MgSO₄和HCl的混合溶液100.0 g，向其中逐滴滴加Ba(OH)₂溶液，产生沉淀的质量与滴加的溶液质量关系如图所示。

下列说法正确的是

A．a点对应溶液中只有1种溶质

B．b、c点沉淀中含有的物质种类不同

C．MgSO4和HCl的混合溶液中溶质质量之比为120：73

D．m=43.65，且0a段与bc段消耗的Ba(OH)2溶液质量一定相等

食盐、苏打、食醋和生石灰是生活中常见的物质，实验小组进行了如下实验探究。
【活动一】
(1)选用上述物质中的_____做食品干燥剂(填化学式)。
【活动二】
(2)实验小组通过如图1所示的两组实验(其中A、B一组，C、D一组)鉴别氯化钠溶液和碳酸钠溶液。
   
实验现象：试管B内产生气泡，试管D变浑浊，则试管D内反应的化学方程式为_____。
【活动三】
(3)实验小组将试管B和试管D反应后的上层清液倒在烧杯中，发现有白色沉淀生成如图2，实验小组对烧杯内上层废液的成分产生了探究兴趣。
【提出问题】废液中含有哪些溶质？
【查阅资料】①常温下醋酸盐可溶于水
②
【猜想与假设】猜想①：CH₃COONa、NaOH
猜想②：CH₃COONa、NaOH、Na₂CO₃
猜想③：_____
【进行实验】取废液少许于试管中，再向其中加入足量的氯化钡溶液，实验现象为_____。
【得出结论】猜想②正确。
【反思交流】
(4)实验小组利用活动二结束后试管A中的废液除去某水垢(主要成分为氢氧化镁)，其反应的化学方程式为_____。
(5)实验小组想确定活动二试管C中是否发生了化学反应，现将活动二结束后试管C的溶液分成两等份。第一份溶液中加入过量的纯碱溶液得到a克沉淀，第二份溶液中加入过量硝酸镁溶液得到b克沉淀，当m=_____(用a、b表示并化简)时说明进行活动二时C试管内没有发生化学反应。

从古至今，铁及其化合物在生产生活中发挥着重要作用。
   
一、铁材料的认识
(1)钢铁是目前使用较广泛的金属。如图是某太阳能电池示意图，其中不涉及到的材料是______（选填字母）。
a.无机材料                           b.合成材料                           c.复合材料
(2)图中支架采用合金钢，相比于纯铁，它的硬度更______（选填“大”或“小”）。
(3)《天工开物》记载的“炒钢”是靠鼓风并不断搅拌熔化的生铁使其成钢。“炒钢”是为了降低生铁中______元素的含量。
(4)铁制品使用过程中容易生锈，实际上是铁与空气中的______发生化学反应的过程。铁制品表面的铁锈，可加入稀盐酸除去，其原理是______（用化学方程式表示）。
二、铁红（Fe₂O₃）的制备
工业上用硫铁矿烧渣（含有Fe₂O₃、FeO和SiO₂等）制备铁红的步骤如图所示。
   
(5)酸浸前，将烧渣粉碎的目的是______。
(6)酸浸时，硫酸不能过量太多，一是节约硫酸，二是______。
(7)“沉铁”过程温度不宜过高，主要原因是______。
(8)“沉铁”后过滤，滤渣中含有FeOOH，将其焙烧后可得到铁红，写出焙烧时发生反应的化学方程式______。
三、还原性铁粉的制备
上述流程制备的铁红混有少量FeOOH，实验小组取48.9g该铁红样品置于装置A中，通入CH₄后加热制备还原性铁粉，不同温度下测得装置B和C的质量变化如表所示。
【资料】FeOOH在350℃时完全分解。加热到500℃以上，Fe₂O₃和CH₄开始反应，生成铁的其他氧化物、CO₂和H₂O。温度高于700℃，生成Fe。
   

温度℃	装置B/g	装置C/g
室温	200.0	200.0
350	200.9	200
600	m	201.1
650	202.7	202.2

(9)装配好实验装置后，先要______。
(10)停止加热后还要持续通入一段时间CH₄，目的是防止倒吸和______。
(11)表中m=_______。
(12)加热到600℃时，装置A中剩余固体的化学式为______。
(13)650℃时，A中剩余固体为FeO和Fe₃O₄的混合物，写出装置A中固体由Fe₂O₃加热到650℃时发生反应的总化学方程式______。

欲证明“CO₂与NaOH发生了化学反应”， 某化学兴趣小组进行以下探究实验(实验装置中夹持仪器已略去)。
【实验1】配制溶液
(1)用NaOH固体配制20g 20%NaOH溶液，需要称取固体NaOH质量是_______g。
【实验2】按如图1所示装置进行实验。实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面左高右低。据此，甲同学得出“CO₂与NaOH发生了化学反应”的结论。
     
(2)U型管中液面高度发生变化的原因是_______。
(3)上述结论的证据不充足，理由是________。
【实验3】按如图2所示装置进行实验。
   
Ⅰ.CaCl₂溶液呈中性；       
Ⅱ.
①检查装置的气密性，往装置中加入药品；
②关闭K₁、K₂，将注射器中的NaOH溶液缓缓推入A中；
③A中物质充分作用后，打开K₁，B中无色溶液倒吸入A中，A中产生沉淀且溶液显红色；
④关闭K₁，打开K₂，将注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中。
(4)步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明CO₂与NaOH发生了化学反应，理由是_________。
(5)步骤④中，若观察到________(填现象) ，证明CO₂与NaOH发生了化学反应。
【实验4】探究CO₂与NaOH反应后溶液中溶质的成分。 将CO₂缓缓通入一定浓度的NaOH溶液中并不断搅拌，测得反应过程中溶液的pH随时间的变化关系如图3所示。
     
①在本实验条件下，Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH分别为11.0和8.5。
②Na₂CO₃溶液中通CO₂发生反应的化学方程式为
③NaHCO₃溶液能与Ca(OH) ₂反应生成白色沉淀，却不能与CaCl₂反应。
(6)BC段发生反应的化学方程式为_________。
【猜想与假设】CO₂与NaOH反应后溶液中溶质的成分。
(7)猜想1：NaOH和Na₂CO₃；             
猜想2：_____；
猜想3：Na₂CO₃和NaHCO₃；          
猜想4：NaHCO₃
(8)请完善下面的表格。

	实验操作	实验结论	实验现象
实验一	取少量反应后的溶液于试管中，加入足量的______，振荡。	产生白色沉淀	猜想4不成立
实验二	取实验一静置后的上层清液，_______，振荡	有气泡产生	猜想3成立

氧化铜可用于有机物组成的测定，反应原理为aC_xH_y+bCuOcCu+dH₂O+eCO_2.向盛有CuO的试管中通入足量气体C_xH_y并加热，实验过程中生成CO₂的质量和试管中固体质量的关系如图所示。下列说法不正确的是

A．化学计量数b：e=4：1

B．CxHy中，x和y之比为1：4

C．生成2.2g二氧化碳时，试管中固体减少了3.2g

D．生成2.2g二氧化碳时，参加反应的CxHy质量为1.6g

金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验，其应用推动了社会的发展。
(1)人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，都是以金属材料的使用作为标志的。下列说法正确的是_______。

A．铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性

B．钢的性能优良，所以钢是很纯的铁

C．铜质插头是利用了金属铜的导电性

D．黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下刻痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度大

(2)如图是Fe及其化合物的化合价-物质类别二维图。请回答下列问题：
   
①A所属的物质类别是_______。
②D是炼铁原料_______的主要成分。
③若物质F属于盐酸盐(氯化物)，则化学式为_______。
(3)某同学对含Cu(NO₃ ) ₂、AgNO₃、M(NO₃) ₂的混合溶液进行探究，流程如下(提示：M表示某金属，其盐溶液为无色)。
   
根据实验探究流程，回答下列问题：
①加入一定量铁过滤后，滤液A的质量______(选填“>”、“=”或“<”)混合溶液的质量。
②生成气体X的化学方程式为_______。
③金属Fe、Cu、Ag、M的活动性由强到弱的顺序是_______。
④滤液D中所含溶质的成分可能有_______种情况。

化学小组在将NaOH溶液滴入CuSO₄溶液的过程中， 观察到产生不同颜色的沉淀。
【查阅资料】
(1) 在酸性条件下， NaOH与CuSO₄在溶液中可反应生成Na₂SO₄和Cu₄(OH)₆SO₄(碱式硫酸铜) 。
(2) Cu₄(OH)₆SO₄为不溶于水的绿色物质， 加热不易分解， 与酸反应有CuSO₄和水生成。
(3)Cu(OH)₂在80℃以上时可分解生成CuO。
(4) BaSO₄是一种不溶于酸的白色沉淀
【探究一】探究产生沉淀的成分。
【作出猜想】Ⅰ.Cu(OH)₂；Ⅱ. ____；Ⅲ.Cu(OH)₂和Cu₄ (OH)₆SO₄
【进行实验一】过滤、洗涤沉淀备用。

操作	现象	结论及化学方程式
取少许沉淀于试管中，加热至100℃	产生______色固体	沉淀中含有Cu(OH)2猜想Ⅱ不成立，写出NaOH与CuSO4在溶液中反应的化学方程式______
另取少许沉淀于试管中，加入足量稀硝酸，再滴加______溶液	沉淀先溶解，后又产生白色浑浊	沉淀中含有______,猜想Ⅲ成立

【探究二】利用传感技术揭示NaOH与CuSO₄在溶液中反应的过程。
【进行实验二】取10mL 1.6%的CuSO₄ 溶液于烧杯中，逐滴滴加0.4%的NaOH溶液， 实验现象记录如表，用pH传感器测得烧杯中溶液pH的变化如图。
   

NaOH溶液的体积/mL	实验现象
	绿色沉淀	蓝色沉淀	上层清液颜色
0.00~2.00	产生	无	蓝色
2.00~15.00	增加	无	浅蓝色
15.00~18.00	减少	产生	无色
18.00~20.00	更少	增加	无色

【结论与分析】由上述表和图推知， CuSO₄溶液显_____性(填“酸”“中”或“碱”)，与NaOH反应产生蓝色沉淀的pH范围是______，Cu₄(OH)₆SO₄可与______反应。

向某硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入某浓度的氢氧化钠溶液，产生沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的质量关系如图所示。下列说法错误的是(       )

A．a点溶液中滴入紫色石蕊试液变红

B．bc段(不含b点)反应的化学方程为CuSO4+2NaOH═Cu(OH)2↓+Na2SO4

C．整个变化过程中硫酸根离子数目没有改变

D．d点溶液中含有两种溶质

酸雨是一种常见的环境污染问题。化学兴趣小组的同学们选择了一个下雨天，对酸雨的成因、成分和防治展开了项目式学习。
任务一：分析酸雨的成因
【查阅资料】正常雨水的pH约为5.6，而酸雨是指pH<5.6的雨、雪或其他形式的降水。常见的酸雨有硫酸型、硝酸型和混合型。
【收集证据】同学们收集了一些刚降落的雨水水样，用pH计（测量pH的仪器）每隔五分钟测定一次雨水水样的pH，其数据如下：

测定时间	15：05	15：10	15：15	15：20	15：25	15：30
雨水的pH	4.95	4.95	4.94	4.88	4.86	4.85

【小组交流】
①正常雨水显酸性的原因是______。
②酸雨的形成是因为在降雨过程中，雨水溶解了空气中的______（填一种）等物质，并发生了一系列反应。在上述测定期间，雨水的酸性______（填“增强”“减弱”或“基本不变”）。
任务二：探究酸雨的成分
【查阅资料】当地的酸雨主要含有颗粒物，Na⁺、K⁺、、H⁺和以及少量的等。
【实验计划】验证酸雨中含有和。
【进行实验】同学们将收集到的酸雨按一定比例浓缩，静置，分别取少量上层清液于两只试管中，按如图所示完成下列实验。

方案	实验操作	实验现象	实验结论
1	向A试管中滴加几滴X	产生白色沉淀	含有
2	向B试管中滴加足量浓NaOH溶液，加热	有氨味	含有

【反思评价】
（1）X是______，其发生反应的化学方程式是______。
（2）小明提出：若用足量浓______代替X和浓NaOH溶液，加热，只需进行一次实验即可得出最终结论，这一建议得到了其他同学的一致认可。
（3）同学们认为：酸雨中通常不含，理由是______。
任务三：讨论酸雨的防治
【表达交流】酸雨的危害不容忽视，防治酸雨刻不容缓。如何防治酸雨？请提出你的一条建议：______。