(12分)聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)为铁源、粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为铝源，制备PFAS的工艺流程如下：
（1）“碱溶”时，Al2O3发生反应的化学方程式为 。
（2）“酸溶Ⅱ”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为 。
（3）“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是 。
（4）“氧化”时应控制温度不超过57℃，其原因是 。
（5）“氧化”时若用酸性高锰酸钾溶液代替，发生反应的离子方程式是 。
（6）酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品中残留过多，使用时产生的不良后果是
(10分)碳酸铈[Ce2(CO3)3]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。
（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO3，该化合物中，Ce的化合价为 。
（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO2)，其在酸浸时发生反应的离子方程式为 。
（3）试剂X是 。
（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物—一氢氧化铈(Ⅲ)，其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈(Ⅳ)。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为 。
（5）取（4）中得到的Ce(OH)4产品（质量分数为97%)1． 00 g，加硫酸溶解后，用0．1000mol·L-1的FeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+）,则需要滴加标准溶液的体积为 mL。
钡盐行业生产中排出大量的钡泥，主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下（已知溶液中Fe3+沉淀完全的pH=3.7）：
（1）酸溶后溶液中pH=1，Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为 。
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是 。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为 （填化学式）；中和Ⅰ使溶液中 （填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。
(15分)三氯氧磷（POCl3）无色液体，易水解。用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂和催化剂，阻燃剂。还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：
（1）在反应釜中氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为 。反应中应控制氯气和水的质量比为3.94，若质量比过小，会导致三氯氧磷产率降低，试分析原因 。
（2）经吸收塔吸收后得到副产品，副产品为 （写名称）。
（3）通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000 mol·L－1的AgNO3溶液40.00 mL，使Cl－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L－1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点，记下所用体积。
已知：Ksp(AgCl)=3.2×10－10，Ksp(AgSCN)=2×10－12
①滴定选用的指示剂是 （选填字母），滴定终点的现象为 。
a．FeCl2 b．NH4Fe(SO4)2 c．淀粉 d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是 ，如无此操作所测Cl元素含量将会 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H3PO4、H3PO3等）废水，某研究小组想把含磷废水中磷元素转化为磷酸钙沉淀除去，实验操作为 。
可选用的试剂：漂白粉 生石灰 氯化
| |
最佳沉淀pH |
| 磷酸氢钙 |
7.0——7.6 |
| 磷酸钙 |
9.0——11 |
Ba(OH)2是重要的化工原料，工业上采用重晶石（主要成分为硫酸钡）和软锰矿（主要成分为二氧化锰，含有二氧化硅杂质）制备，同时得到碳酸锰等副产品。其工业流程如下：
已知：MnO2为两性氧化物，MnO为碱性氧化物。
（1）高温还原过程中，硫酸钡被碳还原为BaS，然后水浸得到。投料时煤炭的量相对要多其作用除了使硫酸钡充分反应外，还有 。
（2）氧化时反应还生成MnO和一种固体产物，则该反应的化学方程式为 ，氧化时控制MnO2与BaS的投料比在2~3之间，若投料比大于4，则Ba(OH)2的转化率明显降低，原因可能是
（3）酸化的离子反应方程式为 ，滤渣的主要成分为 。
（4）中和时通入氨气调节溶液的pH值，若pH值偏高，会造成碳酸锰不纯，原因是 。
工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有CdS、Fe2O3等杂质）为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下：（已知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间）
（1）从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品，其化学式为 。
（2）浸取时Fe2(SO4)3与ZnS发生反应的化学方程式为 。
（3）除铁过程控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式为 。
该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装
置，其目的是 。
（4）置换法除去重金属离子Cd2+，所用物质C为 。
（5）取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。
680℃时所得固体的化学式为 。
a．ZnO b．Zn3O(SO4)2 c．ZnSO4 d．ZnSO4·H2O
MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：
（1）在第①步反应中，为加快反应速率，可采取的措施有 （任写一种），产生CO2气体的的方程式是 ；
（2）写出步骤②中所发生的离子方程式 ；
（3）如果蒸发得到的固体中，只含NaClO3和NaCl,为得到比较纯的NaClO3溶液，结合下面各物质的溶解度与温度的关系，
其基本操作是：将固体溶于适量水，通过 ， ，便可得到较纯的NaClO3溶液。
（4）工业上也常用石墨做电极，电解酸化的MnSO4溶液来制MnO2,则阳极上所发生的离子方程式 。
铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)，为制取纯净的CuCl2·2H2O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：
| |
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
| 氢氧化物开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
| 氢氧化物完全沉淀时的pH |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
请回答下列问题。
（1）加入氧化剂的目的是 。
（2）最适合作氧化剂X的是 。
A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4
（3）加入的物质Y是 。
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的? (填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，试解释原因： 。
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体? (填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作? 。
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是 。
（7）若向溶液Ⅱ中加入镁粉，产生的气体是 。试解释原因： 。
（8）FeCl3溶液具有净水作用的原因是 。
(10分)以Al(OH)3、H2SO4、工业(NH4)2SO4（含FeSO4）为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）写出氧化步骤中发生的主要反应的离子方程式 。
（2）如何检验中和液中的杂质离子已完全除尽？ 。
（3）固体NH4Al(SO4)2·12H2O[相对分子质量：453]在加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。
633℃时剩余固体的成分化学式为 。
（4）综上分析，流程图中M的主要成分的化学式为 ，M可用一种物质吸收以实现循环利用，该物质的名称是 。
已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：
回答下列有关问题：
（1）硼砂中B的化合价为 ，将硼砂溶于热水后，常用稀H2SO4调pH＝2～3制取H3BO3，该反应的离子方程式为 。
（2）MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为 。
（3）镁－H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O， 则正极反应式为 。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则当溶液pH＝6时， （填“有”或“没有”）Mg(OH) 2沉淀析出。（已知Ksp[Mg(OH) 2]＝5.6×10－12）。
（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为__ __（提示：I2＋2
===2I－＋
）（结果保留一位小数）。
实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4·H2O），过程如下：
请回答下列问题：
（1）写出过程①中FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式： 。
（2）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会腿色的是 。
| A．品红溶液 | B．紫色石蕊试液 | C．酸性高锰酸钾溶液 | D．溴水 |
（3）过程③中，需要加入的物质是 （化学式）。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有 。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃,目的是 。
硼和铝位于同一主族，它们可以形成许多组成和性质类似的化合物。一种用硼镁矿（Mg2B2O5·H2O）制取单质硼的工艺流程图如下： 
结合流程图回答下列问题：
（1）溶液a、溶液b中溶质的化学式分别为 ． 。
（2）写出步骤①的化学方程式 。
（3）写出步骤②的离子方程式 。
（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是 。
（5）过硼酸钠晶体（NaBO3·4H2O）是一种优良的漂白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T2℃时所得晶体的化学式为 。 
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：
（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是 ，写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式： 。
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是
（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
| 开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
| 完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
（3）滤渣A的主要成分为 ，滤液B含有的主要物质有 。
（4）如何证明洗涤环节充分洗净 。
（5）已知硫酸渣质量为a kg，假设铁红制备过程中铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为b kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 。（用题中所给数据列式并用最简整数比表示结果）
以铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3，含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等)为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体的工艺流程如下：
已知：①＋3价Cr在酸性溶液中性质稳定，当pH>9时以
形式存在且易氧化；②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下。
| 阳离子 |
Fe3＋ |
Fe2＋ |
Mg2＋ |
Al3＋ |
Cr3＋ |
| 开始沉淀时的pH |
2.7 |
7.6 |
9.0 |
—— |
—— |
| 沉淀完全时的pH |
3.7 |
9.6 |
11.0 |
8 |
9(>9溶解) |
（1）流程中两次使用了H2O2，分别写出反应的离子方程式：__________________、_________________。
（2）加入NaOH调节溶液的pH＝8时，被除去的离子是________；调节溶液的pH>11时，被除去的离子是________。
（3）“调pH＝8”和“调pH>11”中间的“过滤”步骤不能省略，为什么？____________。
（4）流程图中
内的操作是______________________。
将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要 等原料
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32－的方法是：____________ 。
（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：
| 温度（℃） |
0 |
20 |
60 |
| K2SO4溶解的量(g) |
7.4 |
11.1 |
18.2 |
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体 g
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是
a、熔点较低（29℃熔化） b、能导电 c、能制冷 d、无毒
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：
粤公网安备 44130202000953号