| 1. 难度：压轴 | |
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工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al2(OH)nCl6－n]的流程如下：
(1)粉碎煤矸石的目的是__________________________________________________； 滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。 (2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，此时溶液中的有色离子为_____ ________(填化学式)；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为_________；步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。 (3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH，其目的：一是生成BAC；二是________ _______________________；已知BAC的分散质粒子大小在1～100 nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是________________________；若Ca(OH)2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式： _______________________ (4)若0.1 mol AlCl3在某温度下溶于蒸馏水，当有5%水解生成Al(OH)3溶液时，吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式：____________________________________。
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| 2. 难度：困难 | |
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近年来，高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：
(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。 (2)KOH、KClO3和MnO2共熔反应生成墨绿色K2MnO4的化学方程式为________________________________________。 (3)第④步通入CO2可以使MnO42—发生反应，生成MnO4—和MnO2。则K2MnO4完全反应时，转化为KMnO4的百分率约为________(精确到0.1%)。 (4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。 (5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、________、洗涤、干燥。干燥过程中，温度不宜过高，因为____________________________________。
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| 3. 难度：压轴 | |
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化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，流程如 下：
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填选项序号)。 a．品红溶液 b．紫色石蕊溶液 c．酸性KMnO4溶液 d．溴水 (2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________ (3)过程③中，需加入的物质是____________；反应的化学方程式为_____________________ 用溶液Y制绿矾时，可取少量Y溶液于试管中，向试管内加入少量的________________溶液，观察溶液是否变为________色，以验证其中是否含有Fe3＋。 (4)在实验室里，完成过程④中的____________(填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等，还需要的玻璃仪器有___________________________。 (5)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是____________________________________________________。 (6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：①用分析天平称取2.700 g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n，则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
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| 4. 难度：困难 | |||||||||||||
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工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO42—等杂质，提纯工艺流程如下：
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：
Ⅱ.有关物质的溶度积如下：
回答下列问题： (1)加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣中主要含有________(填写化学式)。25℃时，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8 时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝________。 (2)操作X为________，其温度应控制在_____________________________________ (3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行________，并说明理由______________________________ ________________________________________________________________________。
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| 5. 难度：困难 | |
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工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下：
已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O (1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。 (2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为__________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。 (3)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为_______________________________________________。 (4)常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍。则两种溶液的pH＝________。 (5)①利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是________(填代号)。 a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小 d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系 ②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗 铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节)
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| 6. 难度：困难 | |
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上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：
试回答下列问题： (1)滤液X中含有的金属阳离子是______________(填离子符号)。 (2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。 A．稀硫酸 B．氨水 C．氢氧化钠溶液 D．高锰酸钾溶液 (3)步骤Ⅳ中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，检验Fe2＋的方法是________________________________。 (4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____________________________________________。 (5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为______________________________。
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| 7. 难度：困难 | |
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工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为＋3价。
已知：TiOSO4遇水会水解。 (1)步骤②中，用铁粉将Fe3＋转化为Fe2＋的离子方程式为_______________________ (2)步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。 a．熔、沸点差异 b．溶解性差异 c．氧化性、还原性差异 (3)步骤②、③、④中，均需要进行的操作是________(填操作名称)。 (4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2＋转化为H2TiO3的原理： ____________________________________________________________。 (5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4，易溶于水)，该反应的离子方程式为__________________________________ (6)研究发现，用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2－CaO作电解质，利用如图所示装置可获得金属钙，并可以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。 写出阳极的电极反应式：_________________________
在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。
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| 8. 难度：困难 | |
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随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：
(1)原料Fe(NO3)n中n＝________，投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为________。 (2)步骤二中“连续搅拌”的目的是__________________________________________ 步骤三中洗涤干净的标准是________________________________________________ (3)利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为： MnFe2O4 MnFe2O4－x＋xH2O 请认真分析上述两个反应并回答下列问题： ①若MnFe2O4－x中x＝0.8，则MnFe2O4－x中Fe2＋占全部铁元素的百分率为________。 ②该热化学循环制氢法的优点有_____________________、________________________ (答两点即可)。 该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是___________________________________________________________。
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