我国在2017年"世界环境日"（6月5日）确定的主题是"绿水青山，就是金山银山"．华雪与同学们积极参加了这一主题的活动，在老师的指导下，他们对一造纸厂排放的污水进行检测，发现其主要的污染物为NaOH．为了测定污水中NaOH的含量，他们首先把溶质质量分数为98%（密度1.84g/cm 3）的浓硫酸20g，稀释为质量分数为10%的硫酸；然后取80g污水于烧杯中，逐滴加入10%的硫酸至49g时恰好完全反应（假定污水中的其它成分不与硫酸反应）．请计算：
（1）把20g上述浓硫酸稀释为质量分数为10%的硫酸，需要水的质量是 g．
（2）污水中所含NaOH的质量分数是多少？（写出计算过程）
（3）取80g该污水于烧杯中放置几天后，若其中的氢氧化钠全部转化为碳酸钠．则此时应逐滴加入10%的硫酸 克才能使碳酸钠恰好完全变成硫酸钠．
硼及其化合物在现代工农业、医学、国防中有着重要的应用价值。利用硼镁矿可制备硼，工艺流程如图所示。请回答下列问题：
（1）B2O3中B元素的化合价为 。
（2）为加快硼镁矿石与浓NaOH溶液的反应速率，可采取的措施是 ；回收副产物Mg（OH）2可制得流程 的反应物。
（3）H3BO3加热分解只生成两种氧化物，流程②的化学反应方程式为 。
（4）根据流程③的化学反应方程式：B2O3+3Mg 2B+3MgO，理论上制备1.1吨的硼，需消耗镁多少吨写出计算过程）？
酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应，请你一起参与探究。
【实验探究Ⅰ】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，观察到溶液的温度 ，由此现象小李同学得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后，小张同学发现此结论不够严谨，设计了下列3个对比实验：
①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
②50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。
③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。
用数字化实验技术测得3个实验，溶液温度随时间变化的关系如图所示。
（1）由图可知，盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均 （填“放热”或“吸热”），但它们稀释时温度的变化量远 两溶液混合时温度的变化量。
（2）从微观角度分析，此中和反应的温度变化主要是由于 （填离子符号）两种离子发生反应放出热量的缘故。
[实验探究Ⅱ]
（1）在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2～3滴酚酞试液，再逐滴加入一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，溶液颜色由红色刚好变为无色时，可说明两者发生了反应。该反应的化学方程式为 。
（2）取一定量反应后的无色溶液加热蒸发，在蒸发的过程中，“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对红色溶液中溶质的成分（酚酞除外）进行再探究。
查阅资料：酚酞在pH＜8.2的溶液中呈无色，在8.2＜pH＜14的溶液中呈红色。
作出猜想：猜想一：NaCl
猜想二：NaCl、NaOH
猜想三：NaCl、NaOH和Na2CO3
同学们讨论后一致认为猜想 是错误的，理由是 。
实验验证：取样，滴加 ，无气泡产生，猜想三错误。
原因分析：反应后无色溶液中仍存在少量NaOH，加热蒸发，当溶液的pH在 范围内，溶液的颜色变红。
总结反思：向某碱性溶液中滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色 （填“一定”或“不一定”）变红。
钢铁的腐蚀是重要研究课题。
[知识回顾]用如图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。
（1）由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟 （填化学式）等物质作用的过程。
（2）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
[实验探究]向试管D中（含生锈铁钉）加入过量10%稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后黄色变为浅绿色。
（3）写出铁锈溶于盐酸的化学方程式： 。
（4）推测试管D中溶液由黄色变为浅绿色，可能是因为氯化铁与某些物质发生反应所致。现进行如表3个实验（持续10小时，已知氢气不影响该反应）
序号 |
实验Ⅰ |
实验Ⅱ |
实验Ⅲ |
实验内容 |
|
|
|
现象 |
溶液颜色始终呈黄色 |
产生红褐色沉淀 |
溶液逐渐由黄色变浅绿色 |
①设计实验Ⅰ的目的是 。
②综合分析上述3个实验，试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是 。
[拓展延伸]研究水样的pH、水中溶解氧浓度与钢铁腐蚀速率的关系。查阅相关文献得到如下资料。
（5）图2表示水样温度22℃、氧含量6mL•L﹣1时，钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH＜4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是 。
（6）图3表示温度22℃、pH＝7时，钢铁腐蚀速率与水中溶解氧浓度的关系。当溶解氧超过20mL•L﹣1时，钢铁腐蚀速率明显下降的原因可能是 。
南通滨临长江，将长江水净化处理可成为居民生活用水。
（1）水净化时先加入絮凝剂，沉降过滤后，通过活性炭。活性炭的作用是 。
（2）将硬水通过如图所示的阳离子交换柱后可变成软水（图中阴离子未画出），交换后的水仍然呈电中性。
①一个Ca2+可以交换出 个Na+。
②阳离子交换柱长时间使用后，Na+变少，失去硬水软化功能而失效。利用生活中常见物质检验阳离子交换柱已失效的方法是 。
（3）二氧化氯（ClO2）可用于饮用水的杀菌消毒。取100mL经ClO2消毒后的饮用水于锥形瓶中，调节溶液至弱碱性，加入足量KI充分反应，测得生成I2的质量为0.0254mg。上述过程中发生的反应为2ClO2+2KI═2KClO2+I2，其他物质不参与反应。计算该饮用水中ClO2的残留量（以mg/L计），在答题卡上写出计算过程。
铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀和盐酸除锈时的反应进行了探究。
Ⅰ探究不同条件下铁钉的锈蚀
取四枚铁钉，按第图1所示进行实验。一天后观察到的现象如下表所示。
试管 |
a |
b |
c |
d |
实验现象 |
铁钉表面无明显变化 |
铁钉表面无明显变化 |
蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀 |
食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀 |
（1）由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是 。
（2）由试管c、d中的现象可以得出的结论是 。
（3）切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过咸菜的菜刀生锈，处理的方法是 。
Ⅱ探究盐酸除锈时的反应
步骤1 将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中，向其中加入稀盐酸至浸没铁钉。观察到铁钉表面的铁锈逐渐消失，无锈处有气泡产生，溶液变为黄色。
步骤2 将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后，观察到铁钉变细，溶液变为浅绿色。
[提出问题]①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应？
②“步骤2”中试管长时间放置后，溶液为什么会变色？
[查阅资料]①铁锈中主要含有Fe2O3；
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色；
③K3[Fe（CN）6]溶液为黄色，FeCl3溶液遇K3[Fe（CN）6]溶液不变色，FeCl2溶液遇K3[Fe（CN）6]溶液会生成蓝色沉淀。
[实验分析]铁锈消失是因为Fe2O3与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为 。
[提出猜想]对于问题②，实验小组提出如下两个猜想：
猜想1：溶液变色是FeCl3与铁钉表面产生的气体反应所致；
猜想2：溶液变色是FeCl3与铁钉反应所致。
[实验验证1]对“猜想1”进行验证的实验过程用如图2所示装置进行实验，……。
（1）仪器X的名称为 。
（2）实验是验证 （填气体的化学式）与溶液中的FeCl3是否发生反应。
[实验验证2]请设计实验对“猜想2”进行验证，简述实验过程（包括操作、可能的实验现象和对应的结论）： 。（实验中必须用到K3[Fe（CN）6]溶液、FeCl3溶液和铁钉）
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