④ 盛有Na2CO3溶液的烧杯作为尾气处理装置有点缺陷，需在该装置导管口末端加一个倒扣漏斗，这样改进的优点是 。
19．（5分）K2SO4是无氯优质钾肥，Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制
备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下：
【相关资料】(1) 含水结晶盐受热时通常先失去结晶水；
(2) 图2中物质B就是工业产品Mn3O4 ；
(3) Mn3O4在高温时会被氧化，且锰的化合价从+1到+7变化时逐级升高，如+2的锰先氧化到+3的锰,再从+3氧化到+4分别是对应的氧化物为三氧化二锰和二氧化锰。
图1 是几种盐的溶解度 图2是煅烧MnSO4·H2O时剩余固体质量与温度的变化曲线图
【问题解答】
(1) 反应II中加入的NH4HCO3中氮元素的化合价为 ；
(2) 反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、结晶、 、洗涤、干燥
等操作即得K2SO4晶体；
(3) 试分析反应Ⅲ后有K2SO4析出的原因是____________________________； (4) 加热MnSO4·H2O固体时第一次质量减少的原因是 （用化学方程式表示）；
(5) 煅烧过程中固体锰元素的质量分数随温度的升高而增大。但当温度超过2018℃时，再冷却后，测
得产物中的锰元素的质量分数反而减小。试分析产物中锰元素的质量分数减小的原因： 。
20．（10分）铁和四氧化三铁及其他含铁物质的性质、转换、用途是初中化学常见的知识内容。某兴趣小组
同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的带领下开展了系列研究。
I：铁和四氧化三铁的转换：
i．铁在氧气里燃烧
【探究一】探究铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.33mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验，
实验现象：
O2% 实验现象 90% 燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好 越剧烈。
【反思】所有铁丝的燃烧所需氧气最低浓度为上述结论 （填“是”或“不”）合理，理由
是 。
ii：铁和四氧化三铁在转换时的应用：
在焊接两根铁轨时，为确保施工质量，工程技术人员常用到一种叫做“引火铁”的反应活性材料，“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，它在空气中可以自燃。某化学兴趣小组根据上述原理设计在实验室制备其过程如下：
⑴ 在高温条件下用普通铁粉和水蒸气反应，得到粉末状的四氧化三铁和氢气。 ⑵ 将四氧化三铁粉末再在高温条件下经过与上述过程相反的反应生成“引火
铁”粉末。请分别用以下两套装置，制取四氧化三铁和“引火铁”。 （注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉、加热设备等在图中均已略去）
填写下列空白：
（1）写出实验过程中第⑴、⑵两个步骤中的任一反应方程式： ； （2）在实验装置中，烧瓶B的作用是 ； （3）实验时试管A中加入的固体是 ；
（4）在试管H中反应进行H2还原Fe3O4前，在I出口处必须先 。 II：在实验室拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究
70% 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 65% 60% 55% 难以燃烧，只是发红 【结论】就0.33mm铁丝而言，依据上表燃烧所需氧气的最低体积分数为 ，且氧气浓度越大，燃烧
燃烧比70%弱，燃烧比65%燃烧时间比70%短，实验成功 弱，燃烧时间更短，实验成功 【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，
实验装置如右图。
【进行实验】该小组按上述实验设计，在一定
温度下进行了实验，测得下列数据： ①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的 总质量66g(玻璃管的质量为60g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(冷却到室温称量)
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为 。
【反思与评价】 一氧化碳还原氧化铁的实验中，可能会生成四氧化三铁、氧化亚铁等，那么要提高含铁量可采
用的方法是 。
参考答案
第Ⅰ卷 （选择题 共15分）
1 C 2 B 3 B 4 C 5 C 6 D 7 C 8 A 9 C 10 A 11 B 12 A 13 A 14 D 15 A 第Ⅱ卷 （非选择题 共35分）
16．（8分 每空1分）
⑴①O2 ②H2O ③Na2CO3 ④H2O2或C2H5OH
⑵石墨 氧化物 NH4Cl 增强导电性、防止碳棒的磨损、铜的活动性比锌强（其他合理答案亦可） 17．（3分 每空1分）略 18．（9分 每空1分）
⑴酒精灯
⑵长颈漏斗下部尖端在液面以上（没有插入液面以下） BD 随开随停
⑶ 4 NH3 + 5 O2 ═ 4 NO+ 6 H2O 检查装置气密性
氧气（O2） 提高NO2的转化率 ⑷ 防止倒吸或充分吸收有害气体 19．（5分 每空1分）
(1)氮元素的化合价为 +3 。 (2) 过滤
(3) K2SO4溶解度小于NH4Cl的溶解度 (4) MnSO4·H2O== MnSO4 + H2O
(5)当温度超过2018℃时，会被氧化为三氧化二锰和二氧化锰 ，造成锰元素的质量分数减小 20．（10分）（除了计算2分外，其余每空1分） I：铁和四氧化三铁的转换：
i．铁在氧气里燃烧
60% 不合理，没有考虑铁丝的粗细
ii：铁和四氧化三铁在转换时的应用：
(1)
(2) 产生水蒸气 (3) 普通铁粉 (4)检验氢气的纯度。
II：在实验室拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究 黑色固体粉末为 Fe3O4 （计算过程略）
方法是：延长通入CO的时间、提高反应温度、延长反应时间（答出一个即可）
高温 高温
3Fe + 4H2O ======Fe3O4 +4H2 ，Fe3O4 +4H2======3Fe + 4H2O
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