(11分)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ,其中发生反应的化学方程式为
（2）实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是 、 ,这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ；装置B中发生反应的离子方程式为 ；
（3）装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象 ；
（4）尾气可采用 溶液吸收。
软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下：
已知：①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
②温度高于27℃时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为 ；
（2）第1步除杂中加入H2O2的目的是 。
（3）第1步除杂中形成滤渣l的主要成分为 （填化学式），调pH至5-6所加的试剂，
可选择 （填以下试剂的序号字母）；
a．CaO b．MgO c．Al2O3 d．氨水
（4）第2步除杂，主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式 ，该反应的平衡常数数值为 。
（已知：MnF2的Ksp=5.3×10-3；CaF2的Ksp=1.5×10-10；MgF2的Ksp=7.4×10-11）：
（5）采用“趁热过滤”操作的原因是 。
（6）取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是 （用离子方程式表示），该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为 。
用工业FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：
已知：HCl(浓)+FeCl3
HFeCl4
试回答下列问题：
（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：
①Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在 (填“水”或“有机”)相。
②若实验时共用萃取剂X 120 mL，萃取率最高的方法是 (填字母)。
a．一次性萃取，120 mL
b．分2次萃取，每次60 mL
c．分3次萃取，每次40 mL
（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是 (写化学式);反萃取能发生的原因是 。
（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的是 。
（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+，然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr3+，写出该滴定反应的离子方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
（本题共14分）肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室用下列反应制取肉桂酸。
药品物理常数
| |
苯甲醛 |
乙酸酐 |
肉桂酸 |
乙酸 |
| 溶解度（25℃，g/100g水） |
0.3 |
遇热水水解 |
0.04 |
互溶 |
| 沸点（℃） |
179.6 |
138.6 |
300 |
118 |
| 相对分子质量 |
106 |
102 |
148 |
60 |
填空：
Ⅰ．合成：反应装置如图所示。向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐，振荡使之混合均匀。在150~170℃加热1小时，保持微沸状态。
（1）空气冷凝管的作用是_______________________________________。
（2）该装置的加热方法是_____________________________。加热回流要控制反应呈微沸状态，如果剧烈沸腾，会导致肉桂酸产率降低，可能的原因是______________________________________。
（3）不能用醋酸钠晶体（CH3COONa·3H2O）的原因是____________________________________。
Ⅱ．粗品精制：将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中，进行下列操作：
（4）加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸，主要目的是__________________________________。
（5）操作I是_________________________________；
（6）设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛_______________________________________。
（7）若最后得到纯净的肉桂酸5.0g,则该反应中的产率是____________（保留两位有效数字）。
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： 。
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