利用废的生铁丝（表面有铁锈）、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下图：

试回答下列问题：
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H₂SO₄进行处理，其目的是__________________，可能发生反应的离子方程式有Fe＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂↑、_____________________、__________________。
(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因是：
①灼烧不充分Cu未被完全氧化。
②CuO未被还原。还原剂是_______________。
(3)为了使灼烧后的混合物充分酸溶，在加入稀H₂SO₄的同时，也加入适量的H₂O₂溶液，并控温在50～60℃，持续反应1h。请回答下列问题：
①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，这样操作的目的_____；
②写出反应的化学方程式：_____________、________________________________。
(4)由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为________________________。
(5)直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是_________________。

由黄铜矿(主要成分是CuFeS₂)炼制精铜的工艺流程示意图如下：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是         、          ，反射炉内生成炉渣的主要成分是          ；
（2）冰铜(Cu₂S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是          、           ；
（3）粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极          (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为          ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为             。

活性Fe₃O₄为黑色固体，有磁性，其不溶于水、碱和酒精、乙醚等有机溶剂中， Fe₃O₄在潮湿的空气中或高温下易被O₂氧化。工业上利用锈蚀废铁为原料，利用共沉淀法制备活性Fe₃O₄（或写为FeO·Fe₂O₃）的流程如下：

（1）在制备过程中将块状固体原料粉碎磨成粉末，作用是                     。
（2）设计合理的实验方案证明Fe₃O₄与盐酸反应的产物中含有Fe²⁺、Fe³⁺，简述实验操作步骤和实验现象                                                             。
（可供选择的试剂：KSCN溶液、还原铁粉、氯水、酸性高锰酸钾溶液）
（3）假如在反应池中几乎没有气体产生，在合成池里所有铁元素转化为Fe₃O₄，则根据相关反应可知，配料中心很可能使混合物中的Fe₂O₃与Fe物质的量之比接近于      。
（4）在一次制备Fe₃O₄的实验中，由于配料中心反应物比例控制不当，获得了另一种产品Fe_xO_y。取一定量该产品溶于足量盐酸中，还需通入标准状况下224 mLCl₂才能把溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，然后把所得溶液滴加足量NaOH溶液，将沉淀过滤、洗涤、蒸干，灼烧至恒重，得8 g固体。计算该产品的化学式。(请写出计算过程)

现代社会中铜在不同领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO₂)，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

已知：反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。回答下列问题：
(1）矿石用稀硫酸处理过程中发生多步反应，除了发生Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu+H₂O和Fe₂O₃+6H⁺＝2Fe³⁺+3H₂O反应外，其它反应的离子方程式为____________________________________________。
(2)检验滤液中是否含有Fe³⁺的方法是____________________________________________________。
(3)“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐，若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式________                                                             _____________。
(4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式 __________________。
(5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分的化学式是________________。
(6) 黄铜矿（主要成分CuFeS₂）是提取铜的主要原料，可采用火法溶炼工艺生产铜，该工艺的中间过程会发生反应：Cu₂S＋2Cu₂O＝6Cu+SO₂↑。该反应中，_______ (填化学式)作还原剂，每生成1mol Cu，反应中转移电子的物质的量为____________。

在制作印刷电路板的过程中常利用FeCl₃溶液与Cu反应，其反应方程式为：
2FeCl₃＋Cu2FeCl₂＋CuCl₂。现向FeCl₃溶液中加入a g Cu粉，完全溶解后，再加入b g Fe粉，充分反应后尚有c g残余固体。若c＜a，则下列说法正确的是

A．残余固体全部是Cu

B．残余固体可能为Fe和Cu的混合物

C．最后得到的溶液可能含有Fe3＋

D．残余固体是Fe，溶液中一定不含Cu2＋

红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：                               。
(2)干燥管C内盛放的药品是      和       (填化学式)。干燥管的       (填“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象        。

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

（1）能说明有SO₂气体产生的实验现象是                                 。
（2）图2中导气管e的主要作用为                                             。
（3）上述装置中图2中的NaOH溶液能吸收SO₂尾气，防止污染，如将其更换为酸性KMnO₄溶液，同样可以达到目的，试写出酸性KMnO₄溶液与SO₂反应的化学方程式：
                                                        。
（4）对比两套实验装置，不难发现图2装置除了能更好的吸收有毒气体SO₂防止其污染环境外，还有一个非常明显的优点，你认为是                                。
（5）反应一段时间后停止反应，待冷却后用胶头滴管吸取A试管中的溶液滴入到适量水中作为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe³⁺；Ⅱ：只含有Fe²⁺；   Ⅲ：既有Fe³⁺又有Fe²⁺。
为确认溶液的成分，选用如下试剂：

A．稀HCl溶液

B．稀硫酸

C．KSCN溶液

D．酸性KMnO4溶液

E．NaOH溶液     F．H₂O₂溶液
试完成下列相关的实验探究：

实验步骤	实验现象及结论
1、取一支洁净的试管，滴加1-2mL的试样溶液，再向试管中滴加几滴KSCN溶液	（1）                         ，则说明Ⅱ成立。 （2）                         ，则说明溶液中存在Fe3+，则Ⅰ或Ⅲ成立。
2、	。

 

Fe₂O₃具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知：在高温下煅烧FeCO₃可以得到Fe₂O₃。为了进一步验证此结论，他做了如下实验：

实验步骤	实验操作
Ⅰ	取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再减轻，冷却至室温
Ⅱ	取少量实验步骤I所得固体放于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ	向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红

 
由此甲同学得出结论：4FeCO₃＋O₂2Fe₂O₃＋4CO₂
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式__________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe₃O₄，因为Fe₃O₄也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe^3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe^2＋。他需要选择的试剂是____________(填序号)。
a．氯水        b．氯水＋KSCN溶液         c．K₃[Fe(CN)₆](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是____________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知，煅烧FeCO₃的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO₃制取Fe₂O₃的方法：先向FeCO₃中依次加入试剂：稀硫酸、________ (填试剂名称)和氨水；再_________(填操作名称)，灼烧，即可得到Fe₂O₃。
(5)工业上用氧化还原滴定法测菱铁矿中FeCO₃的质量分数，通过控制样品的质量，使滴定时消耗KMnO₄溶液体积为c mL，对应菱铁矿中FeCO₃的质量分数为c%，可以简化计算。某同学取含FeCO₃ c%的菱铁矿a g，用足量稀硫酸溶解后，再用0.0 200 mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液滴定(KMnO₄被还原成Mn^2＋)，最终消耗KMnO₄溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质，则所取菱铁矿的质量a＝__________g。(FeCO₃的摩尔质量为116 g·mol^－1)

铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。
Ⅰ．铁触媒(＋2价铁和＋3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题：

（1）步骤①中需用1.50 mol·L^－1的硫酸100mL，若用18.4mol·L^－1的浓硫酸来配制，则需要用量筒量取浓硫酸        mL
（2）步骤②通入Cl₂的目的是                 （用离子方程式表示）
（3）步骤④后需用           (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（4）步骤⑤消耗0.10mol·L^－1的Na₂SO₃溶液25.00mL，则铁触媒中铁的质量分数为             。
Ⅱ．目前的研究表明，铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。
（1）用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，写出反应的离子反应方程式                     ，处理废水时既利用K₂FeO₄强氧化性，又利用生成氢氧化铁胶体的            作用。
（2）MFe₂O₄可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe₂O_x (3<x<4)，其中M表示+2价的金属元素，常温下，MFe₂O_x能使工业废气中的SO₂转化为S，达到回收硫、净化空气目的，转化过程表示如下：

则可以判断x       y，氧化性：MFe₂O_y       SO₂（填“＞”、“＜”或“=”）

（16分）铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一：用下列流程测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④后面需用                     (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有                   会影响测定结果。
（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。
限选试剂：0.1mol·L^－1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－1KSCN溶液

实验操作	实验现象与结论

 
方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（4）“干燥管C”的作用是                                              。
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为                      。(相对原子质量：C－12  O－16 Fe－56)