11. 现有 $ {A} $～$ {G} $ 七种物质，已知 $ {A} $ 是赤铁矿的主要成分，$ {E} $ 是硫酸，$ {G} $ 溶液为蓝色，它们之间存在如图所示的转化关系：

(1)写出下列物质的化学式：$ {D} $：；$ {F} $：。
(2)在反应①②③中，属于置换反应的是(填序号)。
（3）工业上常利用反应①的原理来炼铁，写出反应①的化学方程式：。
（4）若 $ {D} $ 中含有少量 $ {E} $，写出除去 $ {D} $ 中的 $ {E} $ 发生反应的化学方程式：。

$11. (1)FeSO_{4} Cu$
(2)②③
$(3)Fe_{2}O_{3}+3CO\xlongequal{高温}2Fe+3CO_{2}$
$(4)Fe+H_{2}SO_{4}=FeSO_{4}+H_{2}↑$
解析 A是赤铁矿的主要成分,所以A是氧化铁,氧化铁与一氧化碳反应生成二氧化碳和铁,所以C是铁,E是硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,G溶液为蓝色,所以G是铜的化合物,铁与铜的化合物发生置换反应生成铜和二价铁的化合物,所以D是硫酸亚铁,B是氢气,F是铜,经过验证,推导正确。
(1)由分析可知,D是$FeSO_{4},F$是Cu。
(2)置换反应是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。①是一氧化碳与氧化铁的反应,不属于置换反应;②是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,属于置换反应;③是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,属于置换反应,所以属于置换反应的是②③。
(3)反应①是氧化铁与一氧化碳反应生成二氧化碳和铁,化学方程式为$Fe_{2}O_{3}+3CO\xlongequal{高温}2Fe+3CO_{2}$。
(4)若$FeSO_{4}$中含有少量$H_{2}SO_{4},$添加过量铁粉再过滤即可除去$FeSO_{4}$中含有的少量$H_{2}SO_{4},$化学方程式为$Fe+H_{2}SO_{4}=FeSO_{4}+H_{2}↑$。

三、实验及探究题
12. 实验是化学研究的重要手段。图 1 为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至 $ 5 $～$ 10 $ 分钟，改进后的装置如图 2 所示(夹持装置已略去)。


(1)图 1 实验中，对比(填字母)可知，铁生锈与氧气有关。
(2)图 2 实验中，证明铁生锈与水有关的现象为。
(3)图 2 实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是。
(4)图 2 实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处：(答一条即可)。

12. (1)AB
(2)U形管左侧铁丝生锈,右侧铁丝不生锈
(3)氧气浓度较大
(4)未能探究铁生锈是否与氧气有关
解析 (1)题图1实验中,试管A内的铁钉与氧气、水同时接触试管B内的铁钉只与水接触,试管C内的铁钉只与氧气接触,最终只有试管A内的铁钉生锈,所以对比AB可知,铁生锈与氧气有关。
(2)题图2实验中$,H_{2}O_{2}$在$MnO_{2}$的催化作用下产生大量氧气,并且产生的氧气带有水分,而U形管内的干燥剂可以吸收水分,右侧干燥管内的干燥剂也可以吸收水分,所以U形管左侧的光亮铁丝同时接触氧气、水,很快生锈,右侧的光亮铁丝只接触氧气,不生锈,因此证明铁生锈与水有关的现象为:U形管左侧铁丝生锈,右侧铁丝不生锈。
(3)铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致,而$H_{2}O_{2}$在$MnO_{2}$的催化作用下产生大量氧气,题图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是:氧气浓度较大。
(4)铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致,题图2实验的变量是水分,因此不足之处是:未能探究铁生锈是否与氧气有关。