(13分)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)比较两个实验装置,图2装置的优点是:
①能更好的吸收有毒气体SO₂防止其污染环境;
②                                      。
(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到”液封”作用阻止SO₂气体逸出而防止污染环境;二是                               。
(3)能说明有SO₂气体产生的实验现象是                               。
(4)反应一段时间后,用滴管吸取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⁺。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:

（8分）化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸反应生成FeCl₂还是FeCl₃”。请你参与探究并回答有关问题：
(1)一位同学用在空气中向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe^2＋。①可观察到整个过程的实验现象是______________，②加入NaOH溶液后，反应过程中发生反应的化学方程式是______________________和__________________。
(2)另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去。为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：
Ⅰ.铁有一种化合物称为铁酸盐(含有Fe)。
Ⅱ.SCN^－的电子式为
Ⅲ.氯水具有很强的氧化性。
于是同学们提出两种假设：
①第一种假设是：Cl₂可将Fe^3＋氧化为Fe，请写出该离子反应方程式________________________。
②第二种假设是：__________________________。

(7分)某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置见图,请分析实验过程：

（1）在B试管中加入NaOH溶液后加热煮沸l－2分钟并立即加入2mL液体石蜡，上述操作目的是                                   。
（2）在具支试管A中加入稀H₂SO₄溶液和略微过量的铁粉，分析为什么铁粉要过量                                       。
（3）连接好导管，同时打开活栓，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活栓，这时看到A试管中                       （填现象），B试管中                          （填现象）。
（4）如果B中产生的氢氧化亚铁遇到空气，发生变化的化学方程式为__________________    ____。

（12分）两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe + 6H₂SO₄(浓)Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑+ 6H₂O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时t₁时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

图1                                   图2
在0～t₁时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t₁～t₂时间段，反应生成的气体是__________。
②t₂时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸进行实验，若HNO₃只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，则a/b的取值范围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe³⁺):n(Fe²⁺)=2:1，则的值为__________。

（12分）两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe + 6H₂SO₄(浓)  Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑+ 6H₂O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时。t₁时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

图1                                   图2
在0～t₁时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t₁～t₂时间段，反应生成的气体是__________。
②t₂时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸进行实验，若HNO₃只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，则a/b的取值范围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe³⁺):n(Fe²⁺)=2:1，则a/b的值为__________。

（12分）实验室用下面装置测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe₂O₃的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe₂O₃的混合物。

(1)如何检查装置A的气密性？
                                                                      _
(2)装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO₄溶液，其目的是              ，
其原理是                                                               。
(3)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b出口处必须                      。
(4)装置B的作用是                                                        ；
装置C中装的液体是                  ，所起的作用是                    。
(5)在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是                                             。
(6)若FeO和Fe₂O₃固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U型管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe₂O₃的质量为           g。
(7)U形管E右边又连接干燥管F的目的是                        ，若无干燥管F，测得Fe₂O₃的质量将         (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(8)若反应后得到的残留固体中还有少量FeO，测得的Fe₂O₃质量将         (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

（12分）某氧化铁样品中含有少量的FeCl₂杂质。现要测定其中铁元素的质量分数，按以下步骤进行实验：
请根据图的流程，回答下列问题：
⑴操作I的目的为配制250.00ml样品溶液，则所用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有        （填仪器名称）；操作II必须用到的仪器是            。（填字母）

（16分）某研究性学习小组在用CO还原Fe₂O₃的实验中，用磁铁吸出生成的黑色粉末X，他们认为X不一定是Fe，因温度不同、受热不均时会生成Fe₃O₄且也能被磁铁吸引。为探究X的组成，他们进行了如下实验。
Ⅰ．定性检验

（14分）某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途，设计了如下实验步骤：
（1）用下列实验装置制取干燥纯净的氯气

①制备并收集得到干燥纯净的氯气，上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为
            （填仪器接口的字母编号）
②该实验还存在不足之处，应如何改进？                                  
（2）某同学将一定量铁粉与Cl₂恰好完全反应得到一固体物质a，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：
①提出假设：（请把下列假设补充完整）
假设①：该固体物质是FeCl₃；假设②：              ；假设③：              。
②设计实验方案：
取少量固体物质a于烧杯中，加适量水溶解，然后取两份a溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表，请在表格内的横线处填空。

（本题共16分）某研究性学习小组在研究由Fe²⁺制备Fe(OH)₂的过程中，设计了如下实验方案：

[实验设计]
方法一：按照图1进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有：                                       。
方法二：按图2进行实验，最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上：
①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl₂溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________，b为___________，c为___________，d为___________。(填序号)
[探究思考]实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？
（1）甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)₂如下信息：