利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
（1） B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③
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（2） 设V(Cl2)/V(CH4)=x，若理论上欲取代反应获得最多的氯化氢则x≥
（3） D装置的石棉中均匀混有KI粉末其作用是 。（4） 在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式 。
（5） E装置中除盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为 。
A.分液法 B.蒸馏法 C.萃取分液法 D.结晶法
（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为 （填编号）
A、CH4 B、CH3Cl C、CH2Cl2 D、CHCl3
(11分)在实验室里用乙醇跟浓H2SO4反应制取乙烯时，常因温度过高而发生副反应，部分乙醇跟浓H2SO4反应生成SO2，CO2，水蒸气和炭黑。
（1）用编号为①→④ 的实验装置设计一个实验，以验证上述反应混合气体中含CO2，SO2和水蒸气。用装置的连接顺序（按产物气流从左到右的流向）：
→ → → →。
（2）实验的装置①中A瓶的现象是________；结论为______________。
B瓶中的现象是________；B瓶溶液作用为________;
是否能将B瓶溶液换成酸性高锰酸钾______ (答是，否)。
（3）装置③中加的固体药品是________装置②中盛的溶液是________。
（4）装置④生成乙烯的反应类型是______；若要验证混合气体中有乙烯，应将混合气体先通过盛____________的洗气瓶，再通过盛______的试管中。
(19分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下：
(1)氧化过程中发生反应的离子方程式是，检验氧化生成的阳离子的试剂是。
(2)尾气中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，取标准状况下的尾气V L测定SO2含量：
方案一：让尾气缓慢通过以下装置。
①C仪器的名称是，该装置的作用是。
②实验时先通入尾气，再通入一定量氮气。若通过B装置的增重来测量SO2的体积分数。你认为该方案是否合理，请说明理由(若方案合理该空不必填写)。
方案二：将尾气缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为m g。
①加入过量氯化钡溶液的目的是。
②进行沉淀洗涤的方法是。
③SO2含量的表达式是（用含m、V的代数式表示)。
(3)从FeCl3溶液中得到FeCl3
6H2O晶体的操作包括、冷却结晶、过滤，该过程需保持盐酸过量，结合必要的离子方程式说明原因 .
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）生产Ni2O3。其工艺流程为：
（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含 量增大，其原因是。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
| 氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Ni(OH)2 |
| 开始沉淀的pH |
1.5 |
6.5 |
7.7 |
| 沉淀完全的pH |
3.7 |
9.7 |
9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价
（若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F－浓度为3×10－3mol·L－1，则Ca2+的浓度为mol·L－1。（常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10－11）
（5）电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步：
①碱性条件下Cl－在阳极被氧化为ClO－；
②Ni2+被ClO－氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。
第②步反应的离子方程式为。
亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
（1）提高“反应l”反应速率的措施有______________（写出一条即可）。
（2）“反应2”的氧化剂是________，该反应的化学方程式为__________。
（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是__________________。
（4）从 “母液”中可回收的主要物质是__________________________。
（5）“冷却结晶”后经_____________（填操作名称）即可获得粗产品。
某研究小组用黄铜矿（主要成分是CuFeS2，其中S为-2价）为主要原料炼铜，其总反应为：2CuFeS2+2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSiO3+4SO2。事实上该反应是按如下流程分步进行的：
（1）氧化Ⅰ的反应主要是煅烧生成的硫化亚铁被进一步氧化为氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣。矿渣的主要成分是（填化学式）。
（2）据报道，有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，反应是在酸性溶液中发生的。该反应的化学方程式为。
（3）我国学者研究发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中与O2（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4·5H2O，生产成本能够降低许多。有关实验结果如下表：
| 沸腾炉温度/℃ |
560 |
580 |
600 |
620 |
640 |
660 |
| 水溶性Cu/% |
90.12 |
91.24 |
93.50 |
92.38 |
89.96 |
84.23 |
| 酸溶性Cu/% |
92.00 |
93.60 |
97.08 |
97.82 |
98.16 |
98.19 |
①CuFeS2与O2反应的化学方程式为。
②实际生产过程中沸腾炉温度为600～620 ℃。则控制温度的方法是。
③当温度高于600～620 ℃时，生成物中水溶性铜下降的原因是。
④生成物冷却后的除铁的实验操作方法主要是。已知在溶液中，Cu2+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.7、6.7，Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.1、3.2；如果制得的硫酸铜溶液中含有少量的Fe3+，请写出除去溶液中Fe3+的实验操作步骤：。
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