我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献，他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：
NH3＋CO2＋H2O＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl ；2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O
回答下列问题：
（1）氨气、二氧化碳与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是 （填字母标号）。
a．碳酸氢钠难溶于水
b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是 ；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是 ；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 （填分离操作的名称）。
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。
（Ⅰ）实验时，须先从 管通入 气体，再从 管中通入 气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是 ；
下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置 （夹持设备已略）。
（1）装置A是氯气的发生装置，其中盛放浓盐酸的仪器名称是____________，请写出该反应相应的化学方程式： 。
（2）装置B中饱和食盐水的作用是 ；同时装置B也是安全瓶， 监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象： 。
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ处依次放入物质的组合应是__________ （填字母编号）。
（4）设计装置D、 E的目的是比较氯、 溴、 碘单质的氧化性。反应一段时间后， 打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是 ， 该现象 （填 “能” 或“不能”） 说明溴单质的氧化性强于碘，原因是 。
（5）装置F的作用是 ，其烧杯中的溶液不能选用下列中的 （填字母编号）。
a.饱和NaOH溶液 b.饱和Ca（OH）2溶液
c.饱和Na2SO3溶液 d.饱和Na2CO3溶液
(17分)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。已知：AlN＋NaOH＋H2O = NaAlO2＋ NH3↑
【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
（1）上图C装置中球形干燥管的作用是 。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先 ，再加入实验药品，接下来的实验操作是 ，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是 。
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见 。
【方案2】用下图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。
（4）导管a的主要作用是 。
（5）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是 (填选项序号)。
a．CCl4 b．H2O c．NH4Cl溶液 d．
（6）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况)，则A1N的质量分数是 (用含m、V的数学表达式表示)。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：
（7）步骤②生成沉淀的离子方程式为 。
（8）若在步骤③中未洗涤，测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(15分)铝铁合金在微电机中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：
（1）聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 。
②有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见： ；浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是 。
③加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为 ；溶液的pH对[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x的值有较大影响（如图1所示），试分析pH过小（pH＜3）导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因： 。
（2）明矾是一种常见铝钾硫酸盐。
①为充分利用原料， 试剂X应为 。
②请结合图2所示的明矾溶解度曲线，补充完整由滤液Ⅰ制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生， ，得到明矾晶体。
(12分) ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质）通过如下方法制取。
已知：①ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。
| 金属离子 |
Fe3+ |
Al3+ |
ZrO2+ |
| 开始沉淀时pH |
1.9 |
3.3 |
6.2 |
| 沉淀完全时pH |
3.2 |
5.2 |
8.0 |
（1）熔融时ZrSiO4发生反应的化学方程式为 ，滤渣I的化学式为 。
（2）为使滤液I的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是 ；继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为 。
（3）向过滤III所得滤液中加入CaCO3粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为 。
（4）为得到纯净的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是 。
B.[实验化学]茶叶中含咖啡碱，能溶于水、乙醇，更易溶于氯仿（CHCl3），178℃时快速升华。另外茶叶中还含有11% ~12%的丹宁酸，也易升华，易溶于水及乙醇，但不溶于氯仿。现从茶叶中提取咖啡碱流程如下：
步骤I：称取一定量的茶叶，放入下图所示提取器的滤纸筒中，在圆底烧瓶中加入95%乙醇，用水浴加热，连续提取1.5小时。
步骤Ⅱ：待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。稍冷后，改成蒸馏装置，回收提取液中的大部分乙醇。
步骤Ⅲ：趁热将瓶中的残液倾入蒸发皿中，拌入3 ~ 4g生石灰粉使成糊状，低温蒸干，并压碎块状物。
步骤Ⅳ：取一只口径合适的玻璃漏斗，罩在隔以刺有许多小孔滤纸的蒸发皿上，小心加热升华，控制温度在180℃左右。当滤纸上出现大量白色毛状结晶时，停止加热，使其自然冷却，收集升华所得咖啡因。
回答下列问题：
（1）实验之前需要将茶叶研磨成粉末状，其目的是 。
（2）溶解抽提时不选择氯仿直接将咖啡碱提取而选用乙醇的原因是 。
（3）提取器中虹吸管的作用是 。
（4）冷凝器中冷却水从 进 出（选填“a”或“b”）。
（5）生产过程中可循环使用的物质是 。
（6）在粗产品中加入生石灰的原因是 。
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