以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：
（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是 ，写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式： 。
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是
（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
| 开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
| 完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
（3）滤渣A的主要成分为 ，滤液B含有的主要物质有 。
（4）如何证明洗涤环节充分洗净 。
（5）已知硫酸渣质量为a kg，假设铁红制备过程中铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为b kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 。（用题中所给数据列式并用最简整数比表示结果）
下表为周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
试填空。
(1)写出上表中元素I的基态原子的电子排布式和价层电子排布图： 。
元素C、D、E、F的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2)元素A分别与C、D、E形成最简单的常见化合物分子甲、乙和丙。下列有关叙述不正确的有 。
A．甲、乙和丙分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形
B．甲、乙和丙分子中，中心原子均采取sp3的杂化方式
C．三种分子中键角由大到小的顺序是丙>乙>甲
D．甲、乙和丙分子均为由极性键构成的极性分子
(3)由元素J、C、E组成一种化学式为J(CE)5的配位化合物，该物质常温下呈液态，熔点为－20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂。据此可判断：
①该化合物的晶体类型为 。
②该化合物的晶体中存在的作用力有 。
A．离子键
B．极性键
C．非极性键
D．范德华力
E．氢键
F．配位键
③根据共价键理论和等电子体理论分析，CE分子中σ键与π键的数目比为 。
(4)在测定A与F形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是 。
(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如表中元素G与元素B，原因是 。
在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2Al＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空：
(1)冰晶石的化学式为 ，含有离子键、 等化学键。
(2)生成物中含有10个电子的分子是 (写分子式)，该分子的空间构型为 ，中心原子的杂化方式为 。
(3)反应物中电负性最大的元素为 (填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图： 。
(4)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为 ；Al晶体的密度为 (用字母表示)。
有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子： Fe2＋、Mg2＋、Al3＋、Ba2＋、
、
、Cl－、I－、
，取该溶液进行实验：
| 实验步骤 |
实验现象 |
| (1)取少量该溶液，加几滴紫色石蕊试液 |
溶液变红 |
| (2)取少量该溶液加热，加Cu片和浓H2SO4，加热 |
有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色 |
| (3)取少量该溶液，加BaCl2溶液 |
有白色沉淀 |
| (4)取(3)中上层清液，加AgNO3溶液 |
有白色沉淀，且不溶于稀HNO3 |
| (5)取少量该溶液，加NaOH溶液 |
有白色沉淀，NaOH过量时沉淀部分溶解 |
由此判断：
(1)溶液中肯定不存在的离子有 ，溶液中肯定存在的离子是 。
(2)请设计实验验证其中可能存在的阴离子的方法(写明操作、现象、结论) 。
有一瓶澄清的溶液，其中可能有
、K＋、Na＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Cl－、I－、
、
、S2－、
、
、
，取该溶液进行以下实验：
(1)取pH试纸检验，溶液呈强酸性，可以排除 离子的存在；
(2)取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫色，可以排除 离子的存在；
(3)另取出部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，则又可以排除 离子的存在；
(4)取出部分上述碱性溶液滴加Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成，证明 离子存在，又可排除 离子的存在；
(5)将(3)得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上述实验事实确定：该溶液中肯定存在的离子是 ，还不能确定是否存在的离子是 。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动：
[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。
(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3＋之外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，应选用 (选填序号)。
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乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4反应，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体，其中Q1气体，在标准状况下，密度为0.0893 g·L－1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是 。
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的 (用化学方程式表示)。
(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水，为确认Q2的存在，需在装置中添加洗气瓶M于 (填序号)。
A．A之前 B．A—B间
C．B—C间 D．C—D间
(6)如果气体Y中含有Q1，预计实验现象应是 。
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