(11分)Fe、Cu都是人类最早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质．请你参与研究并回答下列问题：
(1)甲同学取两束细铜丝用砂纸打磨后在酒精灯上加热至红热，再分别伸到O2、Cl2的集气瓶中．你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是___________________________．
(2)乙同学为验证Fe在冷的浓HNO3中发生钝化但能和热的浓HNO3反应，设计了如图所示的实验，请你指出其中的两处错误：________________________________________、______________________________________________________；纠正上述错误后，请你从绿色化学的角度出发，对装置2提出改进建议，使装置2既能控制反应的进行，又能减少氮氧化物的排放：__________________________________________.
(3)丙同学在Fe和浓HNO3反应后的溶液中加入一块Cu片，Cu片逐渐溶解，反应一段时间后不再溶解．
①丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因是和HNO3发生反应．他依据的反应现象是________________________________．
②丁同学认为丙同学的结论不完全正确．他的理由是_________________________．
(4)请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2＋但不含有Fe3＋.说明具体的操作和实验现象__________________________________________．
高铁酸钾（K2FeO4）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便，成功率高，易于实验室制备。其原理如下图所示。
I. 实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42－）在溶液中呈紫红色。
（1）电解过程中，X极是 极，电极反应是 。
（2）电解过程中，Y极放电的有 。
（3）生成高铁酸根（FeO42－）的电极反应是 。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应。
（1）铅蓄电池总的化学方程式为：
2H2O＋2PbSO4
Pb＋PbO2＋2H2SO4，则它在充电时的阳极反应为
。
（2）镍镉碱性充电电池在放电时，其两极的电极反应如下：
正极：2NiOOH＋2H2O＋2e－＝2Ni（OH）2＋2OH－
负极：Cd＋2OH－－2e－＝Cd（OH）2
则它在放电时的总反应的化学方程式为 。
（3）肼（N2H4）是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时，32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出624kJ的热量，则N2H4完全燃烧的热化学方程式是 ；
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液，放电时负极的电极反应是 。
（4）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8＋5O2＝3CO2＋4H2O。
写出该电池正极的电极反应： 。
（5）当制备相同物质的量的高铁酸钾时，理论上，上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是 。
某同学对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题，请填空：
| 实验 编号 |
KClO3（g） |
氧化物 |
产生气体（mL） （已折算为标况） |
耗时（s） |
||
| 化学式 |
质量（g） |
实际回收 |
||||
| 1 |
0.6 |
— |
— |
— |
10 |
480 |
| 2 |
0.6 |
MnO2 |
0.20 |
90% |
67.2 |
36.5 |
| 3 |
0.6 |
CuO |
0.20 |
90% |
67.2 |
79.5 |
| 4 |
0.6 |
Fe2O3 |
0.20 |
90% |
67.2 |
34.7 |
| 5 |
0.6 |
Cr2O3 |
0.20 |
异常 |
67.2 |
188.3 |
（1）本实验的装置由下图三部分组成，其正确的接口连接顺序为 。
（2）为证明编号2的实验中MnO2起到催化作用，上述实验后还要测定反应剩余物MnO2的质量，实验的操作顺序是：溶解→ → → → 。
（3）从上表实验数据分析，对氯酸钾受热分解有催化作用的物质，按其催化能力从大到小的顺序为 （填物质的化学式）。
（4）从编号3的实验数据，可计算出KClO3的分解率为 ％（保留一位小数）。
（5）在进行编号5的实验时，有刺激性的黄绿色气体产生，该气体可能是______（填化学式），常用 试纸检验该气体，上述异常现象产生的原因是 。
利用下图电解装置进行实验。
（1）若a、b是惰性电极，电解质溶液是氯化钠溶液，a极是 极，总反应的离子方程式是 。
（2）若a、b是惰性电极，电解质溶液是硝酸银溶液，b极上的现象是 ，总反应的离子方程式是 。
（3）若a、b是惰性电极，电解质溶液是硫酸钾溶液，a极上的电极反应是 ，若两极附近分别加入石蕊试液，两极附近的现象是 。
实验室用下图的装置将CO2和CO进行分离和干燥.已知a、b均为活塞，试回答：
(1)甲装的是 溶液，乙装的是 溶液，分液漏斗中装的是
(2)当CO2与CO的混和气体通过该装置时，先分离得到的是 ，活塞操作是 ；然后得到 ，活塞操作是 。
某实验小组对H2O2的分解做了如下探究：
（1）下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据：
用10ml H2O2制取150ml（标准状况下）O2所需的时间（s）
| 反应条件 时间（s） 反应条件 时间（s） 浓度 |
30%H2O2 |
15%H2O2 |
10%H2O2 |
5%H2O2 |
| 无催化剂、不加热 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
| 无催化剂、加热 |
360 |
480 |
t |
720 |
| MnO2催化剂、加热 |
10 |
25 |
60 |
120 |
①该实验小组在设计方案时，考虑了浓度、 、 等因素对H2O2分解速率的影响。
②推测t的范围为 。
（2）将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15 ml 5%的H2O2溶液中，并用带火星的木条测试，结果如下：
| 催化剂（MnO2） |
操作情况 |
观察结果 |
反应完成所需的时间 |
| 粉末状 |
混合不振荡 |
剧烈反应，带火星的木条复燃 |
3.5min |
| 块状 |
反应较慢，火星红亮但木条未复燃 |
30min |
①写出上述实验中发生反应的化学方程式：
②实验结果表明，催化剂的催化效果与 有关。
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