为了探究浓度对硫酸氧化性的影响，某学习小组进行了以下探究活动：

[探究一]称取无锈铁钉（碳素钢）12.0g放入30.0mL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⁺。若要确认其中的Fe²⁺，请选择下列试剂，设计简单的实验方案（简述操作过程、现象和结论）　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

供选用试剂：a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液　

c.浓氨水　　　 d.酸性KMnO₄溶液

（2）乙同学为了测定气体Y中SO₂的含量，设计如下三种方案：

方案I.取672mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g。

方案II.向VmL c mol·L^-1酸性高猛酸钾溶液中缓慢通入Y气体aL（标准状况），溶液恰好完全褪色。

方案III，取VL（标准状况）气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、烘干，称得固体质量为mg。

①其中不合理的方案是　　　　　　　　　 ，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 。

②选择合理方案的数据计算气体Y中SO₂的体积分数

（用含未知数的代数式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[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中还可能含量有H₂和CO₂气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持装置已省略）。

（3）装置A中试剂的作用是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　 。

（4）简述确认气体Y中含有CO₂的实验现象：　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

（5）有同学根据“F干燥管无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气，你认为是否可靠？　　　　　　　　 　　　 （填“可靠”或“不可靠”），简述理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有　　　　　　　　   。

(a) 容量瓶　　　　　　　　　　　　  (b) 烧杯　　　　　　　　　　　　　　 (c) 烧瓶

（2）步骤II取样分析溶液中的Fe²⁺、Fe³⁺的含量，目的是　　　　　　　　 。

(a) 控制溶液中Fe²⁺与Fe³⁺含量比　　　　　　　　   (b) 确定下一步还原所需铁的量

(c) 确定氧化Fe²⁺所需NaClO₃的量　　　　　　　　 (d) 确保铁的氧化物酸溶完全

（3）用NaClO₃氧化时反应方程式如下：

6FeSO₄ + NaClO₃ + 3H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + NaCl + 3H₂O

若改用HNO₃氧化，则反应方程式如下

6FeSO₄ + 2HNO₃ + 3H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + NO↑ + 4H₂O

已知1mol HNO₃价格0.16元、1mol NaClO₃价格0.45元，评价用HNO₃代替NaClO₃作氧化剂的得弊，利是　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　    ，弊是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

聚合硫酸铁溶液中SO₄²¯与Fe³⁺物质的量之比不是3:2。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO₄²¯与Fe³⁺物质的量之比。

（4）测定时所需的试剂　　　　　　　　   。

(a) NaOH　　　　　　　　　　　　    (b) FeSO₄　　　　　　　　　　 (c) BaCl₂　　　　　　　　　　  (d) NaClO₃

（5）需要测定　　　　　　　　   和　　　　　　　　  的质量（填写化合物的化学式）。

（6）选出测定过程中所需的基本操作　　　　　　　　   （按操作先后顺序列出）。

(a) 萃取、分液　　　　　　　　   (b) 过滤、洗涤　　　　　　　　   (c) 蒸发、结晶

(d) 冷却、称量　　　　　　　　   (e)烘干或灼烧

某研究性学习小组为研究铁粉与浓硫酸反应所生成气体的成份并测定各气体的含量，进行了如下实验：

【实验推测】足量的铁粉与浓硫酸反应能生成SO₂和H₂两种气体。

(1)该小组作出此推测的理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 【实验准备】a．供选择的药品：铁粉、浓硫酸、氧化铜粉末、0.2 mol/L的H₂C₂O₄标准溶液、

0.1 mol/L的酸性KMnO₄标准溶液、酸碱指示剂。

b．实验装置设计及组装(加热及夹持装置均已略去)

【实验过程及数据处理】

(2)B中发生反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 。

(3)实验前先通入一段时间的N₂，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)B、C、D中所盛试剂均足量，则证实生成的气体中同时存在SO₂和H₂的现象是　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(5)A中反应结束后，继续通N₂使A中生成的气体全部赶出，待B、D中反应完全后，先后三次取用B中反应后的溶液于锥形瓶中，每次取用25 mL，用H₂C₂O₄标准溶液进行滴定。

①H₂C₂O₄标准溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式如下，请将该方程式完成并配平。

( )H₂C₂O₄+( )MnO₄^- +( )H⁺ ＝( )Mn²⁺ +( ) H₂O+( ) ( 　　　)

②滴定达到终点时的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

③重复滴定两次，平均每次耗用H₂C₂O₄标准溶液15.63 mL，则铁与浓硫酸反应产生的SO₂气体的物质的量为　　　　　　　 ；经称量，实验前后装置D的质量减少0.8 g，则产生的气体中SO₂的体积分数为　　　　　 。

欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO₃的质量分数可采用以下四种方法。

方法一：

方法二：

　 方法三：

方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器。

按要求回答下列问题：

（1）方法一的操作1中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒，还需要　　　　　　　 ；操作2的名称是　　　　　　　 ；该过程选择的指示剂是　　　　　　 ；该样品中NaHCO₃的质量分数为　　　　　　 [用上图数据填写含m、V(HCl)的表达式]。

（2）方法二选择将HCO₃^- 离子转化为沉淀并称重，试剂A为　　　　 （填化学式）溶液；操作3的名称是　　　 ；

如何判断这个目的已经达到：　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。

（3）根据方法三中所用的实验装置，可判断需测定的实验数据是　　　　　　 ；仔细分析该实验装置，由此测得的数据计算出的实验结果有可能偏高也有可能偏低。

偏高的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

偏低的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）方法四的实验原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （用化学方程式表示）。

某班级的探究小组研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解中起到催化剂的作用，设计了如下实验：

　　　 制备氧化铜

　 （1）称取5．0g CuSO₄·5H₂O晶体，研细后溶解：此步骤需要的仪器有 　　　　　　　　。

　 （2）向盛有硫酸铜溶液的烧杯中滴加NaOH溶液，直到不再产生沉淀为止。此步实验现象：　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

离子方程式为： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

　 （3）A．把步骤（2）中的溶液和沉淀转移到蒸发皿内，稍微加热至沸腾，搅拌，直到沉淀全部变为黑色固体，停止加热，再过滤、洗涤、干燥、再转移到研钵中研细备用。

　　　　 　 B．把步骤（2）中的溶液和沉淀转移到过滤器中过滤，洗涤，将上述沉淀在蒸发皿中进行蒸发，至全部变为黑色固体为止。再转移到研钵中研细备用。

你认为那一个步骤更好，说明理由：　　　　　　　　　　　　　　　 。

　　　 证明氧化铜起催化剂作用

　　　 设计对比实验①任取两份氯酸钾，分别放入两支试管，在其中一份中加入经精确称量的ng氧化铜粉末；②将两份氯酸钾同时在相同条件下正确加热，将放出的气体通入水中；③停止加热，冷却，将原先混有氧化铜的反应后混合物加水溶解，小心过滤，得到滤出物，洗涤并干燥；④观察滤出物的颜色和状态；⑤将滤出物和炭粉混和，在密闭容器中高温加热，将反应产生的气体通入澄清的石灰水中，并观察试验现象。

　　　 请回答下列问题：

　 （1）氧化铜作催化剂的理论依据是：　　　　　　　　　　　　　　　 　　 。

　 （2）以上实验步骤，有一步不够严密，请指出是那一步：　　　 （填步骤序号）；该步骤应该做何改进？　　　　　　　　　 。

　 （3）要达到实验目的，还应该再增加一个实验步骤，这个实验步骤是　　　　　　 。

　 （4）若用另一套实验装置和操作替换第⑤步实验，也可以达到这一步的实验目的，请从图中所给的仪器作出合理选择，将它们连接成一个符合设计者要求的试验装置。

这个实验装置按照气流从左到右的连接顺序是 　 接　 接 　接　 接　 接