金属钛素有“太空金属”、“未来金属”等美誉。工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛并得到副产品FeSO4·7H2O(绿矾)的工艺流程如下图所示。 
已知：TiO2+在一定条件下会发生水解；钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），含有少量SiO2杂质；其中一部分铁元素在钛铁矿处理过程中会转化为+3价。
（1）黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+，写出步骤①化学反应方程式：_________；
步骤②中，加入铁粉的主要目的是 。
（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，均涉及到的操作是 （填操作名称）；在实验室完成步骤⑤“灼 烧”所需主要仪器有 。
（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Ti(OH)4 的原因:
。
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为 。
（6）实验室通过下面方法可测定副产品绿矾中FeSO4·7H2O的质量分数。
a．称取2.85g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.01mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为19．00mL（滴定时发生反应的离子方程式为：Fe2+＋MnO4-＋H+→Fe3+＋Mn2+＋H2O 未配平 ）。
计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 （用小数表示，保留二位小数）。
某地煤矸石经预处理后含SiO2、Al2O3、Fe2O3，一种综合利用煤矸石制取绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示。
（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有_____________。
（2）写出所选试剂X、Y的化学式：X_______________，Y_____________。
（3）滤液B中含的阴离子有_____________(写离子符号)。
（4）滤渣SiO2可制取木材防火剂，该防火剂的化学式为______________。
（5）由溶液D转化为溶液E的离子方程式为：______________。
（6）根据图中数据，计算出原40g煤矸石中Fe2O3的质量分数为_____________。（假设适量均为恰好反应）
Na、NaOH、Fe2O3、FeCl3是中学化学常见的四种物质，请依据这些物质回答下列问题。
（1）钠可以和TiCl4反应制取金属Ti，体现钠的___________性。将一小块金属钠投入水中，反应的离子方程式为______________，能说明钠的密度比水小的现象是__________。
（2）氯碱工业是利用实验溶液电解制取烧碱和氯气，其反应为：
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑，
该反应的离子方程式为__________________；氯气有毒，可以用_____________吸收。
（3）写出Fe2O3的一种用途_____________，请设计实验证明赤铁矿中含有铁元素______________。
（4）电子工业常用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板(由高分子材料和铜箔复合而成)，化学方程式为___________。
汽车尾气、燃煤尾气、地面灰尘等污染物是造成空气污染的主要原因。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：
①该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”)。
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)＝___________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1＞S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是___________(填代号)。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－867 kJ/mol
2NO2(g)＝N2O4(g)ΔH＝－56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式_____________。
（3）已知反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)，现将不同量的CO2(g)和H2(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据：
| 实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡 所需时间/min |
||
| CO2(g) |
H2(g) |
H2O(g) |
CO2(g) |
|||
| 1 |
650 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
6 |
| 2 |
900 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
2 |
①实验1条件下平衡常数K＝____________(保留小数点后二位)。
②该反应的ΔH____________0(填“＜”或“＞”)。
乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2中C2- 2与O2+ 2、N2互为等电子体，O2+ 2的电子式可表示为 ；1mol O2+ 2中含有的
键为 mol。
（2）将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 。
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 、 。
（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但CaC2晶体中有哑铃形的C2- 2存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离相等且最近的C2- 2数目为 。
氨和水都是常用的试剂。请回答下列问题：
（1）氮元素在元素周期表中的位置是 ；基态氮原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为____________。
（2）NH3分子可结合一个H＋形成铵根离子(NH)。
①NH3分子中N原子的杂化类型是____________。
②NH3分子与H＋结合的过程中未发生改变的是____________(填选项字母)。
A．微粒的空间结构 B．N原子的杂化类型 C．H—N—H的键角
（3）将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液。[Cu(H2O)6]2＋(水合铜离子)和[Cu(NH3)4]2＋中共同含有的化学键类型是 。生成蓝色沉淀的离子方程式是 。
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