某研究性学习小组的同学探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：
请回答：
（1）写出反应②的离子反应方程式__________________________________________。
（2）在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺，试剂Y为无色液体，反应④的总化学方程式是_____________________________________。
（3）乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣B来制备 FeCl3•6H2O晶体，是将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得FeCl3•6H2O晶体，而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是__________________
（4）丙同学设计如下方案测定甲同学所制得的绿矾晶体中结晶水含量，其方法过程如下
①称取mg己研细的新制得的绿矾晶体，称量的方法是___________
a．直接将晶体放置于天平托盘上所垫的纸片上称量
b．将晶体置于干燥的坩埚中，然后再按a中操作进行称量
c．将晶体置于己准确称量的干燥坩埚中，然后再按a中操作进行称量
②在氮气流环境中加热坩埚中晶体使其失去全部结晶水后再停止加热，并仍在氮气流环境下冷却。放在氮气流中加热与冷却的原因是____________________________
③将坩埚放在天平上进行称量，称得质量为n1g
④重复②、③的操作，称得的质量为n2g，表明不需要再加热再称量的依据是________
⑤下表数据来是该同学实验报告中的数据，试求出晶体中X=_______
| 实验编号 |
坩埚质量 |
坩埚与晶体总质量 |
加热后坩埚与固体总质量 |
| 1 |
11．2g |
25．1g |
19．2g |
| 2 |
11．2g |
25．1g |
18．8g |
| 3 |
11．2g |
25．1g |
18．9g |
(15分)碱式碳酸铜的成分有多种，其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
（1）孔雀石呈绿色，是一种名贵的宝石，其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3。某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件，设计了如下实验：
实验1：将2.0mL 0.50 mol·L—1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L—1的NaOH溶液和0.25 mol·L—1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2：将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下：
| 编号 |
V (Na2CO3)/ mL |
沉淀情况 |
|
编号 |
反应温度/℃ |
沉淀情况 |
| 1 |
2.8 |
多、蓝色 |
|
1 |
40 |
多、蓝色 |
| 2 |
2.4 |
多、蓝色 |
|
2 |
60 |
少、浅绿色 |
| 3 |
2.0 |
较多、绿色 |
|
3 |
75 |
较多、绿色 |
| 4 |
1.6 |
较少、绿色 |
|
4 |
80 |
较多、绿色(少量褐色) |
表Ⅰ 表Ⅱ
①实验室制取少许孔雀石，应该采用的条件是 。
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质的原因是 。
（2）实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成，利用下图所示的装置（夹持仪器省略）进行实验：
步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量。
步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4： 。
步骤5：称量相关装置的质量。
①装置A的作用是 ；若无装置E，则实验测定的x/y的值将 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
②某同学在实验过程中采集了如下数据：
A．反应前玻璃管与样品的质量163.8g
B．反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C．装置C实验后增重9.0g
D．装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值，你认为可以选用上述所采集数据中的 （写出所有组合的字母代号）一组即可进行计算，并根据你的计算结果，写出该样品组成的化学式 。
(12分)酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式。SnSO4是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：
回答下列问题：
（1）SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是 ，加入Sn粉的作用是 。
（2）反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式： 。
（3）检验沉淀已经“漂洗”干净的方法： 。
（4）反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn2+)=1.0mol·L—1，则应控制溶液pH 。已知：Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10—26。
（5）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，试写出发生反应的离子方程式： 。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是 （写化学式），操作I的名称 。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）
2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
③中X试剂为 。
（3）⑤的离子方程式为 。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：
| pH |
1．3 |
1．4 |
1．5 |
1．6 |
1．7 |
1．8 |
1．9 |
2．0 |
2．1 |
| 钒沉淀率% |
88．1 |
94．8 |
96．5 |
98．0 |
98．8 |
98．8 |
96．4 |
93．1 |
89．3 |
结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 ；
若钒沉淀率为93．1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)< 。
(已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=2．6×10-39)
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
(14分)某兴趣小组同学在实验室用加热1-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷，并检验反应的部分副产物，设计了如图所示装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。
请根据实验步骤，回答下列问题：
（1）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1-溴丁烷。
竖直冷凝管接通冷凝水，进水口是_____(填“I”或“Ⅱ”)；冷凝回流的主要目的是________。
（2）理论上，上述反应的副产物可能有：丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。
B、C中应盛放的试剂分别是____和 ，写出C装置中主要的化学方程式：_________。
（3）为了进一步分离提纯1-溴丁烷，该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示：
| 物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
| 1-丁醇 |
-89．5 |
117．3 |
| 1-溴丁烷 |
-112．4 |
101．6 |
| 丁醚 |
-95．3 |
142．4 |
| 1-丁烯 |
-185．3 |
-6．5 |
请你补充下列实验步骤，直到分离出1-溴丁烷。
①待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管；
②____；③_____；④_______；⑤_______，收集所得馏分。
（4）若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7．4 g、13．0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9．6 g1-溴丁烷，则1-溴丁烷的产率是_____。（保留2位有效数字）
(14分)二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
（1）亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为_________________________________________________。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是______________________________________。
（2）化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于 饮用水的消毒，其主要原因是___________________________________。
（3）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为_______极(填A或B)：
②写出阴极室发生反应依次为：________________________、____________________________；
③控制电解液H+不低于5mol/L，可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2﹣歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况，忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分)，此时阳极室与阴极室c(H+)之差为______________。
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