（12分）兩組同學(xué)對(duì)鐵及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行探究。
（1）一組同學(xué)用圖1所示裝置對(duì)鐵與濃硫酸的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知：
2Fe + 6H₂SO₄(濃)Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑+ 6H₂O。請(qǐng)你參與探究并回答相關(guān)問題。
①檢查裝置氣密性后，將過量的鐵屑和一定量的濃硫酸放入燒瓶，塞緊橡皮塞，開始計(jì)時(shí)t₁時(shí)開始加熱，在鐵屑表面逐漸產(chǎn)生氣泡，當(dāng)有大量氣泡產(chǎn)生時(shí)，控制反應(yīng)溫度基本不變。甲同學(xué)將收集到的氣體體積與時(shí)間的關(guān)系粗略地表示為圖2。

圖1                                   圖2
在0～t₁時(shí)間段，鐵屑表面沒有氣泡生成，說明鐵在濃硫酸中發(fā)生了__________；t₁～t₂時(shí)間段，反應(yīng)生成的氣體是__________。
②t₂時(shí)，取少量反應(yīng)液，先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈現(xiàn)血紅色。若再滴加過量新制氯水，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去。同學(xué)們對(duì)紅色褪去的原因提出各自的假設(shè)。乙同學(xué)的假設(shè)是：溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)。你的另一種假設(shè)是__________；為了驗(yàn)證你的假設(shè)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種簡便的實(shí)驗(yàn)方案__________。
（2）另一組同學(xué)對(duì)鐵和稀硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究。他們用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若HNO₃只被還原成NO，且反應(yīng)結(jié)束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，則a/b的取值范圍是__________；若反應(yīng)結(jié)束后的溶液中n(Fe³⁺):n(Fe²⁺)=2:1，則的值為__________。

（12分）兩組同學(xué)對(duì)鐵及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行探究。

（1）一組同學(xué)用圖1所示裝置對(duì)鐵與濃硫酸的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知：

2Fe + 6H₂SO₄(濃)Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑+ 6H₂O。請(qǐng)你參與探究并回答相關(guān)問題。

①檢查裝置氣密性后，將過量的鐵屑和一定量的濃硫酸放入燒瓶，塞緊橡皮塞，開始計(jì)時(shí)t₁時(shí)開始加熱，在鐵屑表面逐漸產(chǎn)生氣泡，當(dāng)有大量氣泡產(chǎn)生時(shí)，控制反應(yīng)溫度基本不變。甲同學(xué)將收集到的氣體體積與時(shí)間的關(guān)系粗略地表示為圖2。

圖1                                    圖2

在0～t₁時(shí)間段，鐵屑表面沒有氣泡生成，說明鐵在濃硫酸中發(fā)生了__________；t₁～t₂時(shí)間段，反應(yīng)生成的氣體是__________。

②t₂時(shí)，取少量反應(yīng)液，先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈現(xiàn)血紅色。若再滴加過量新制氯水，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去。同學(xué)們對(duì)紅色褪去的原因提出各自的假設(shè)。乙同學(xué)的假設(shè)是：溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)。你的另一種假設(shè)是__________；為了驗(yàn)證你的假設(shè)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種簡便的實(shí)驗(yàn)方案__________。

（2）另一組同學(xué)對(duì)鐵和稀硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究。他們用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若HNO₃只被還原成NO，且反應(yīng)結(jié)束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，則a/b的取值范圍是__________；若反應(yīng)結(jié)束后的溶液中n(Fe³⁺):n(Fe²⁺)=2:1，則的值為__________。

高鐵酸鹽（如K₂FeO₄）是一種高效綠色氧化劑，可用于廢水和生活用水的處理。從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備高鐵酸鹽較好的方法為電化學(xué)法。

（1）電化學(xué)法制備高鐵酸鈉采用鐵片作陽極，NaOH溶液作為電解質(zhì)溶液，其電流效率可達(dá)到40%。寫出陽極的電極反應(yīng)式：                                            。

（2）鐵絲網(wǎng)電極是更理想的陽極材料，相同條件下，可將電流效率提高至70%以上，原因是_______。研究亦發(fā)現(xiàn)，鐵電極在某一電壓范圍內(nèi)會(huì)生成Fe₂O₃膜而“鈍化”，原因可能是__                                 ____。

（3）FeO₄^2-易與水反應(yīng)生成絮狀氫氧化鐵，也會(huì)影響高鐵酸鹽的產(chǎn)率。若以鐵絲網(wǎng)為陽極，在中間環(huán)節(jié)(對(duì)應(yīng)圖1中4 h后)過濾掉氫氧化鐵，合成過程中FeO₄^2-濃度以及電流效率隨時(shí)間的變化如圖1中實(shí)線所示(圖中曲線是每隔1 h測(cè)得的數(shù)據(jù))。圖中虛線部分對(duì)應(yīng)于沒有過濾氫氧化鐵而連續(xù)電解的情況。下列判斷正確的是（   ）

A．過濾掉氫氧化鐵有利于獲得較高濃度的高鐵酸鹽溶液

B．過濾掉氫氧化鐵對(duì)電流效率影響不大

C．實(shí)驗(yàn)表明氫氧化鐵的存在影響高鐵酸鹽濃度的增加

D．實(shí)驗(yàn)表明不過濾掉氫氧化鐵，6 h后電流效率幾乎為0

（4）堿性條件下，高鐵酸鹽的穩(wěn)定性與溫度有關(guān)（如圖2）。隨溫度升高，高鐵酸鹽產(chǎn)率先增大后減小的原因是                        。

（5）人們還對(duì)用鐵的氧化物作電極制備高鐵酸鹽進(jìn)行了研究，例如以磁鐵礦多孔電極制備高鐵酸鹽，該研究方向的價(jià)值在于（     ）

A．將1 mol Fe₃O₄氧化成高鐵酸鹽需10/3 mol電子，可提高電流效率

B．以低價(jià)態(tài)鐵的氧化物為電極，可以實(shí)現(xiàn)變廢(鐵銹)為寶(高鐵酸鹽)

C．自然界幾乎沒有鐵單質(zhì),而有大量磁鐵礦,該方法的原料來源廣泛

D．磁鐵礦作為多孔電極不會(huì)出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象