聊城市某学校2019年实验操作模拟训练的一个题目是：鉴别稀硫酸、稀盐酸和氢氧化钠三种无色溶液。小组的同学把标有序号1、2、3的三种溶液分别滴入标有对应序号的三支试管中，向三支试管中滴加酚酞试液，如甲图，鉴别出1号溶液，再向另两支试管中滴加BaCl2溶液，如乙图。请回答：
（1）1号试管中是 溶液。
（2）乙图中2号试管发生化学反应的实质是 （填微粒名称）结合生成白色沉淀。把该试管反应后的物质进行过滤，得到滤液。
[提出问题]除含有酚酞外，滤液中溶质的成分是什么？
[猜想假设]猜想一：HCl；猜想二：HCl和 ；猜想三：HCl和BaCl2。
[进行实验]①取一定量的滤液于试管中，向试管中滴加Na2SO4溶液，有白色沉淀生成，猜想 正确。
②为了验证该滤液的酸碱性，将一片pH试纸放在干燥的玻璃片上，用 蘸取该滤液，滴到试纸上，立即将试纸显示的颜色与pH标准比色卡进行对照，读出pH＝5。
[交流拓展]2号试管中滤液显酸性，要将该滤液调至中性，可向滤液中加入适量 （填序号）。
A．铁粉 B．氯化钙溶液 C．石灰石
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 |
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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）
溶液在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学对溶液的性质进行探究。
[引发思考]
生理盐水是医疗上常用的一种溶液，100mL生理盐水（其密度可近似看做lg/cm3）中含有0.9g医用氯化钠，该溶液中溶质的质量分数为 。一瓶合格的生理盐水密封放置一段时间后，不会出现浑浊现象，原因是 。
[提出问题]
溶液的某些性质是否可以通过定量实验进行验证？
[查阅资料]
电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱：一定条件下，电导率的大小能反映离子浓度的大小。
[实验探究1]
氯化钠溶于水形成溶液的过程中氯离子浓度电导率的测定。
第一步：读取室温为26℃，取100mL蒸馏水，加入烧杯中，放入磁力搅拌器磁珠；
第二步：校准传感器，组装仪器，设定搅拌档位；
第三步：用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据，迅速将定质量的氯化钠加入烧杯中。实验数据如图1所示。
分析图1实验数据：
（1）a～b段曲线呈这种形态的原因是 。
（2）请说明实验过程中液体的电导率变化的原因 。
[交流反思1]
如何通过实验验证氯化钠溶液是均一的？请简要说明。 。
[实验探究2]用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据，向一定体积、一定浓度的氯化钠溶液中慢慢加入等体积、一定浓度的硝酸银溶液，恰好完全反应。部分实验数据如图2所示。
[交流反思2]
推测c点时溶液的电导率是否为零，并说明理由。 。
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