(14分)用电解方法制取金属镁时需要用无水MgCl2，而直接加热MgCl2·6H2O晶体却得不到无水MgCl2。某化学小组利用下图实验装置(夹持装置已略去），通过测定反应物及生成物的质量来确定MgCl2·6H2O晶体受热分解的产物。
请回答：
（1）按气流方向连接各装置，其顺序为_______(填仪器接口字母编号）。
（2）实验过程中，装置B中的CCl4层始终为无色。装置B的作用为________。实验结束后，需通入一段儿时间的空气，其目的为_______
（3）实验中称取8.12 g MgCl2•6H20晶体，充分反应后，装置A中残留固体质量为3.06 g, 装置B增重1.46 g，装置C增重3.60 g。则装置A中发生反应的化学方程式为____________
（4）直接加热MgCl2·6H2O晶体得不到无水MgCl2的原因为____________________________。
（5）某同学采用下图装置（夹持装置已略去）由MgCl2·6H2O晶体制得了无水MgCl2。
①方框中所缺装置从上图A、B、C、D中选择，按气流方向连接依次为_______(只填仪器字母编号，不必填接口顺序）
②圆底烧瓶中盛装的液体甲为_______
铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等）干法制取该铝硅合金的工艺如下：
（1）焙烧除铁反应：
4(NH4)2SO4 + Fe2O3 
2NH4Fe(SO4)2 + 3H2O + 6NH3↑
（Al2O3部分发生类似反应）。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图，最适宜焙烧温度为 。指出气体Ⅰ的用途 （任写一种）。
（2）操作①包括：加水溶解、 。若所得溶液中加入过量NaOH溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为 。
（3）用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生中间体SiC、Al4C3。任写一个高温下中间体又与Al2O3反应生成铝、硅单质的化学方程式 。
（4）若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有 ，假设该溶液中Al3+物质的量浓度为1.0 × 10-3mol/L，如果要将溶液在中的金属阳离子分离，则应控制溶液pH的范围为 （计算结果保留2位有效数字）。
（已知：Ksp[Fe(OH)3] =" 8.0" × 10-38，Ksp[Al(OH)3] =" 1.0" × 10-33，lg5 = 0.7）
钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：
已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。
（2）滤渣A的成分是_______。
（3）滤液B中TiOCl42－和水反应转化生成TiO2的离子方程式是_______ 。
（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15 溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因_ 。
（5）反应③的化学方程式是 。
（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。
（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：
Li4Ti5O12 + 3LiFePO4
Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是： 。
某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al，还含有少量的铜锈[Cu2(OH)2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝，用上述废金属屑制取胆矾(CuSO4·5H2O)、无水AlCl3和铁红的过程如下图所示：
请回答：
（1）在废金属屑粉末中加入试剂A，生成气体1的反应的离子方程式是________________________。
（2）溶液2中含有的金属阳离子是__________；气体2的成分是__________。
（3）溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是__________________________________。
（4）利用固体2制取CuSO4溶液有多种方法。
①在固体2中加入浓H2SO4并加热，使固体2全部溶解得CuSO4溶液，反应的化学方程式是___________________________________________________________________。
②在固体2中加入稀H2SO4后，通入O2并加热，使固体2全部溶解得CuSO4溶液，反应的离子方程式是_________________________________________________________。
（5）溶液1转化为溶液4过程中，不在溶液1中直接加入试剂C，理由是_________________________
（6）直接加热AlCl3·6H2O不能得到无水AlCl3。SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体。AlCl3·6H2O与SOCl2混合加热制取无水AlCl3，反应的化学方程式是_________________。
甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)
实验操作和现象：
| 操作 |
现象 |
| 关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热 |
A中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失 |
| 打开弹簧夹，通入N2,停止加热，一段时间后关闭 |
无 |
| 从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸 |
均未发现白色沉淀溶解 |
（1）A中反应的化学方程式是_________________。
（2）C中白色沉淀是__________________，该沉淀的生成表明SO2具有___________性。
（3）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。
（4）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点，在原实验基础上：
甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_____________；
乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_____________。
②进行实验，B中现象：
| 甲 |
大量白色沉淀 |
| 乙 |
少量白色沉淀 |
检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：__________。
（5）合并（4）中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_______________。
四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意图如下：
回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe3+ + Fe ="===" 3Fe2+
2 TiO2+（无色）+ Fe + 4H+="===" 2Ti3+（紫色）+ Fe2++2 H2O
Ti3+（紫色）+ Fe3++ H2O ====TiO2+（无色）+ Fe2++2H+
加入铁屑的作用是 。
（2）在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在
范围。
（3）若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25°C时，Ksp[Fe(OH)3] =2.79×10-39，该温度下反应Fe(OH)3+3H+
Fe3++3H2O的平衡常数K= 。
（4）已知：TiO2(s)+2Cl2(g)====TiCl 4(l)+O2(g) ΔH＝+140kJ·mol－1
2C（s）+O2（g）
2CO（g） △H＝－221kJ·mol－1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl 4和CO气体的热化学方程式： 。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是 （只要求写出一项 ）。
（6）依据表格信息，要精制含少量SiCl 4杂质的TiCl 4，可采用 方法。
| |
TiCl4 |
SiCl4 |
| 熔点/℃ |
-25.0 |
-68.8 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
57.6 |
粤公网安备 44130202000953号