聚合硫酸铁、明矾可用作净水剂。某课题组拟以废弃的铝铁合金为原料制备聚合硫酸铁和明矾，设计化工流程如下：
(1)聚合硫酸铁能溶于水，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①在聚合硫酸铁中，x、y之间的关系是_______ 。试剂X中溶质的化学式为________ 。
②上述流程图中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见；____________________ 为了降低聚合硫酸铁的溶解度，在浓缩过程中加入适量的溶剂是________ (填结构简式)。
③加入试剂Y的目的是为了调节溶液的PH，若Y为氧化物，写出调节PH的离子方程式：________ ；溶液的pH对[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x的值有较大影响(如图A所示)，试分析pH过小(pH≤3.0)导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因：________ 。
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。图B为明矾的溶解度随温度变化的曲线，由滤液Ⅰ制备明矾晶体的流程如下(供选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：
①试剂1是____ ；操作1的名称是________ 。
②结晶措施是________ 。
(1)聚合硫酸铁能溶于水，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①在聚合硫酸铁中，x、y之间的关系是
②上述流程图中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见；
③加入试剂Y的目的是为了调节溶液的PH，若Y为氧化物，写出调节PH的离子方程式：
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。图B为明矾的溶解度随温度变化的曲线，由滤液Ⅰ制备明矾晶体的流程如下(供选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：
①试剂1是
②结晶措施是
更新时间：2018-11-15 13:53:10
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【推荐1】镉可用于制造体积小和电容量大的电池，可利用铜镉渣[主要成分为镉，还含有少量锌、铜、铁、钴(Co)等杂质]来制备，工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)酸浸中，镉的浸出率结果如图所示。由图可知，当镉的浸出率为80%时，所采用的实验条件为___ 。
(2)滤渣1是___ (填名称)，滤渣3的主要成分是___ (填化学式)和MnO2。
(3)除钴过程中，含Co2+的浸出液中需要加入Zn、Sb2O3产生合金CoSb，发生的反应中Zn与Sb2O3的物质的量之比为___ ，氧化产物ZnSO4中阴离子的空间构型为___ 。
(4)除铁时先加入适量的KMnO4溶液，其目的是___ ；ZnO，调节溶液的pH至___ 。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
(5)已知室温下Ksp[Cd(OH)2]=2.0×10-16。若采用生石灰处理含镉电解废液，当测得室温下溶液的pH为10时，溶液中的Cd2+是否已沉淀完全？___ (列式计算。已知离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，即可认为该离子已沉淀完全)。
回答下列问题：
(1)酸浸中，镉的浸出率结果如图所示。由图可知，当镉的浸出率为80%时，所采用的实验条件为
(2)滤渣1是
(3)除钴过程中，含Co2+的浸出液中需要加入Zn、Sb2O3产生合金CoSb，发生的反应中Zn与Sb2O3的物质的量之比为
(4)除铁时先加入适量的KMnO4溶液，其目的是
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
| 金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cd2+ |
| 开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 7.2 |
| 沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 9.5 |
(5)已知室温下Ksp[Cd(OH)2]=2.0×10-16。若采用生石灰处理含镉电解废液，当测得室温下溶液的pH为10时，溶液中的Cd2+是否已沉淀完全？
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【推荐2】BiOCl是一种不溶于水和稀硫酸的环保涂料。一种以高铋银锌渣(主要成分为Bi单质，还含有Zn、Ag、Fe单质)制备BiOCl的工艺流程如图。
+H2O
BiOCl↓+2H++3Cl-
2BiOCl(白色)+2OH-
2C1-+H2O+Bi2O3(黄色)
(1)“氧化浸出”生成BiCl的实验装置如图所示。的离子方程式：____ 。
②工业在“氧化浸出”时常加入适量NaCl(s)，其目的是____ 。
③反应一段时间后，Bi完全浸出。将滤渣加入足量稀硝酸中，充分反应后，观察到滤渣部分溶解。该滤渣的成分为____ 。
(2)加入稀氨水调节溶液pH不宜过大的原因是____ 。
(3)请补充完整利用含少量Fe(OH)3杂质的BiOCl粗品制备Bi2O3的实验方案：____ ，过滤、洗涤、干燥，得Bi2O3。(须使用的试剂有：lmol·L-1H2SO4溶液、4mol·L-1NaOH溶液、lmol·L-1BaCl2溶液、蒸馏水)
+H2OBiOCl↓+2H++3Cl-2BiOCl(白色)+2OH-
2C1-+H2O+Bi2O3(黄色)(1)“氧化浸出”生成BiCl
的实验装置如图所示。
的离子方程式：②工业在“氧化浸出”时常加入适量NaCl(s)，其目的是
③反应一段时间后，Bi完全浸出。将滤渣加入足量稀硝酸中，充分反应后，观察到滤渣部分溶解。该滤渣的成分为
(2)加入稀氨水调节溶液pH不宜过大的原因是
(3)请补充完整利用含少量Fe(OH)3杂质的BiOCl粗品制备Bi2O3的实验方案：
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(0.4)
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【推荐3】苯胺是一种重要精细化工原料，在染料、医药等行业中具有广泛的应用。可利用硝基苯制取苯胺，其原理简示如下：
I．制取硝基苯。
实验步骤：实验室采用如图所示装置制取硝基苯，A中装有一定量的苯，三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
(1)A仪器的名称为___________ ，使用该仪器的原因是___________ 。
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)。
(3)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为：___________ 。
(4)提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品，其目的是________ 。
II．制取苯胺
①组装好实验装置(如下图，夹持仪器已略去)，并检查气密性。
③打开活塞K，通入H2一段时间。
④利用油浴加热，使反应液温度维持在140°C进行反应。
⑤反应结束后，关闭活塞K，向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置，继续加热，收集182~186°C馏分，得到较纯苯胺。
回答下列问题：
(5)若实验中步骤③和④的顺序颠倒，则实验中可能产生的不良后果是___________ 。
(6)步骤⑤中，加入生石灰的作用是___________ 。
+3H2
+2H2O
| 物质 | 相对分子质量 | 沸点/℃ | 密度g/mL | 溶解性 |
| 硝基苯 | 123 | 210.9 | 1.23 | 不溶于水，易溶于乙醇 |
| 苯胺 | 93 | 184.4 | 1.02 | 微溶于水，易溶于乙醇；还原性强、易被氧化 |
实验步骤：实验室采用如图所示装置制取硝基苯，A中装有一定量的苯，三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
(1)A仪器的名称为
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)。
| A．配制混酸时，将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中，并不断搅拌、冷却 |
| B．温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生 |
| C．制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取，分液后再洗涤 |
| D．浓硫酸可以降低该反应活化能 |
(4)提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品，其目的是
II．制取苯胺
①组装好实验装置(如下图，夹持仪器已略去)，并检查气密性。
③打开活塞K，通入H2一段时间。
④利用油浴加热，使反应液温度维持在140°C进行反应。
⑤反应结束后，关闭活塞K，向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置，继续加热，收集182~186°C馏分，得到较纯苯胺。
回答下列问题：
(5)若实验中步骤③和④的顺序颠倒，则实验中可能产生的不良后果是
(6)步骤⑤中，加入生石灰的作用是
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(0.4)
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【推荐1】以黄铁矿制硫酸产生的硫酸渣(含Fe2O3、Fe3O4、SiO2、Al2O3等)为原料制备纳米铁粉的部分工艺流程如下:
(1) “酸溶”过程中H2SO4过量的目的是____________ 。
(2) “沉淀”过程中空气参与反应的离子方程式为________ 。
(3) 为了确保纳米铁粉的纯度,“沉淀”过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.5,其原因可能是________________ 。
(4) “还原”过程中加入NaBH4时,要同时通入氮气并不断搅拌,通入氮气的作用为___ 。
(5) 利用纳米铁粉可去除水体中的重金属Pb2+,中性条件下去除率最高,而酸性或碱性条件下去除率均有明显下降,如下图。
①酸性条件下,去除率下降的原因是____________ 。
②碱性条件下去除率下降的原因可能是____ (填字母)。
a. 纳米铁粉在碱性条件溶解
b. Pb2+在碱性条件生成沉淀
c. Pb2+在碱性条件生成的沉淀又被碱溶解
(1) “酸溶”过程中H2SO4过量的目的是
(2) “沉淀”过程中空气参与反应的离子方程式为
(3) 为了确保纳米铁粉的纯度,“沉淀”过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.5,其原因可能是
(4) “还原”过程中加入NaBH4时,要同时通入氮气并不断搅拌,通入氮气的作用为
(5) 利用纳米铁粉可去除水体中的重金属Pb2+,中性条件下去除率最高,而酸性或碱性条件下去除率均有明显下降,如下图。
①酸性条件下,去除率下降的原因是
②碱性条件下去除率下降的原因可能是
a. 纳米铁粉在碱性条件溶解
b. Pb2+在碱性条件生成沉淀
c. Pb2+在碱性条件生成的沉淀又被碱溶解
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【推荐2】钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下：
已知：①还原性：Cl->Co2＋；
②Fe3＋和
结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-，在强酸性条件下分解重新生成Fe3＋。回答下列问题：
(1)钴的价格高，仅产于非洲的一部分地区。据此你推测此类电池的一个缺点是_______ 。此类废旧电池初步处理为粉末状的目的是_______ 。
(2)碱浸泡过滤过程中使用的碱的化学式为_______ 。从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为_______
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有_______ (填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式_______ 。
(4)滤渣的主要成分为_______ (填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题。
已知：①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2。
②固体失重率=
。
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4，将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，则溶液中的Li＋浓度为_______ mol·L-1。
已知：①还原性：Cl->Co2＋；
②Fe3＋和
结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-，在强酸性条件下分解重新生成Fe3＋。回答下列问题：(1)钴的价格高，仅产于非洲的一部分地区。据此你推测此类电池的一个缺点是
(2)碱浸泡过滤过程中使用的碱的化学式为
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有
(4)滤渣的主要成分为
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题。
已知：①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2。
②固体失重率=
。| 序号 | 温度范围/℃ | 化学方程式 | 固体失重率 |
| Ⅰ | 120～220 | CoC2O4·2H2O=CoC2O4＋2H2O | 19.67% |
| Ⅱ | 300～350 | 59.02% |
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4，将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，则溶液中的Li＋浓度为
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(0.4)
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【推荐3】锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“亚硅”，高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料，其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。下图是以锗锌矿(主要成分为
、ZnS，另外含有少量的
等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程：
已知：可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。
的熔点为
℃，沸点为84℃，在水中或酸的稀溶液中易水解。
(1)Ge位于ⅣA族，属于_______ 区，晶体所属类别是_______ 。
(2)步骤①NaOH溶液碱浸时发生的离子反应方程式为_______ 。
(3)步骤③沉锗过程中，当温度为90℃，pH为14时，加料量(
质量比)对沉锗的影响如表所示，选择最佳加料量为_______ (填“10-15”“15-20”或“20-25”)。
(4)步骤⑤中选择浓盐酸而不选择稀盐酸的原因是_______ 。
(5)步骤⑥的化学反应方程式为_______ 。
(6)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能。请回答下列问题：
①量子化学计算显示含锗化合物
具有良好的光电化学性能。
是的量子化学计算模型，的晶体结构如图所示，若设定图中体心钙离子的分数坐标为
，则分数坐标为
的离子是_______ 。
②晶体Ge是优良的半导体，可作高频率电流的检波和交流电的整流用。如图为Ge单晶的晶胞，设Ge原子半径为r pm，其中晶胞体对角线长度为8r pm，阿伏加德罗常数的值为
，则该锗晶体的密度计算式为(不需化简)
_______ 
。(已知相对原子量：Ge 73)
、ZnS，另外含有少量的等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程： 已知：
可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。的熔点为℃，沸点为84℃，在水中或酸的稀溶液中易水解。(1)Ge位于ⅣA族，属于
晶体所属类别是(2)步骤①NaOH溶液碱浸时发生的离子反应方程式为
(3)步骤③沉锗过程中，当温度为90℃，pH为14时，加料量(
质量比)对沉锗的影响如表所示，选择最佳加料量为| 编号 | 加料量() | 母液体积(mL) | 过滤后滤液含锗(mg/L) | 过滤后滤液pH | 锗沉淀率(%) |
| 1 | 10 | 500 | 76 | 8 | 93.67 |
| 2 | 15 | 500 | 20 | 8 | 98.15 |
| 3 | 20 | 500 | 2 | 11 | 99.78 |
| 4 | 25 | 500 | 1.5 | 12 | 99.85 |
(5)步骤⑥的化学反应方程式为
(6)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能。请回答下列问题：
①量子化学计算显示含锗化合物
具有良好的光电化学性能。是的量子化学计算模型，的晶体结构如图所示，若设定图中体心钙离子的分数坐标为，则分数坐标为的离子是 ②晶体Ge是优良的半导体，可作高频率电流的检波和交流电的整流用。如图为Ge单晶的晶胞，设Ge原子半径为r pm，其中晶胞体对角线长度为8r pm，阿伏加德罗常数的值为
，则该锗晶体的密度计算式为(不需化简)。(已知相对原子量：Ge 73)
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【推荐1】锌电解阳极泥(主要成分为MnO2、PbSO4和ZnO，还有少量锰铅氧化物Pb2Mn8O16和Ag)是冶锌过程中产生的废渣，一种回收锌电解阳极泥中金属元素锌、锰、铅和银的工艺如下。回答下列问题：
已知：①MnSO4·H2O易溶于水，不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如下反应：
(1)已知Pb2Mn8O16中Pb为+2价，Mn为+2价和+4价，则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比为_______ 。
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_______ 。
(3)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量，为提高葡萄糖的有效利用率，除充分搅拌外还可采取的措施为_______ 。
(4)整个流程中可循环利用的物质是_______ 。获得较纯净的MnSO4·H2O晶体的一系列操作是指蒸发结晶、_______ 、洗涤、干燥，其中洗涤的具体操作是_______ 。
(5)若将1molPbSO4完全转化为PbCO3，则需Na2CO3溶液的最小浓度为_______ mol·L-1(只列算式无需计算，不考虑溶液体积微小变化)。[已知：20℃时KSP(PbSO4)=1.6×10-8mol2·L-2，KSP(PbCO3)=7.4×10-14mol2·L-2]
已知：①MnSO4·H2O易溶于水，不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如下反应：
(1)已知Pb2Mn8O16中Pb为+2价，Mn为+2价和+4价，则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比为
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为
(3)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量，为提高葡萄糖的有效利用率，除充分搅拌外还可采取的措施为
(4)整个流程中可循环利用的物质是
(5)若将1molPbSO4完全转化为PbCO3，则需Na2CO3溶液的最小浓度为
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(0.4)
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【推荐2】苯丁烯酮是有机合成中间体，可用作香料的防挥发剂，染色工业用作媒染剂、固着剂，还可用于制取香料或增香剂等．利用羟醛缩合反应来制备该物质的反应原理如下：
I．制备苯丁烯酮的步骤：
①实验用苯甲醛在氩气气氛下减压蒸馏，收集
馏分，备用．
②在氩气的保护条件下，先向装有磁子的
三颈烧瓶中依次加入水、丙酮（
）和苯甲醛（
），再将
不同质量分数的
溶液从仪器a逐滴加入三颈烧瓶中，
左右滴完，反应
．
③待反应完全后，分离出丙酮，加入
蒸馏水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，加入无水氯化钙、抽滤、浓缩，经系列操作后得到黄色针状固体．
已知：①苯甲醛在空气中易被氧化；
②苯甲醛在常压（
）时，沸点为
．
(1)下图中仪器a的名称是___________ ．______________ ．
(3)步骤③中采用抽滤的目的是______________ ．
Ⅱ．探究苯丁烯酮的产率：
下图是不同条件下制备苯丁烯酮时对应的产率．________ ．
(5)苯丁烯酮的产率随温度变化的原因可能是________________ ．
(6)溶液是否参与反应？________ （填“是”或“否”）．苯甲醛进一步与苯丁烯酮发生缩合反应的方程式为_____________ ．
(7)在某条件下，科研小组经分离提纯后得产品质量为
，则该条件下产品的产率是________ （保留三位有效数字）．
(8)通过实验探究从而确定制备苯丁烯酮最佳反应条件是：_____________ ．
I．制备苯丁烯酮的步骤：
①实验用苯甲醛在氩气气氛下减压蒸馏，收集
馏分，备用．②在氩气的保护条件下，先向装有磁子的
三颈烧瓶中依次加入水、丙酮（）和苯甲醛（），再将不同质量分数的溶液从仪器a逐滴加入三颈烧瓶中，左右滴完，反应．③待反应完全后，分离出丙酮，加入
蒸馏水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，加入无水氯化钙、抽滤、浓缩，经系列操作后得到黄色针状固体．已知：①苯甲醛在空气中易被氧化；
②苯甲醛在常压（
）时，沸点为．(1)下图中仪器a的名称是
(3)步骤③中采用抽滤的目的是
Ⅱ．探究苯丁烯酮的产率：
下图是不同条件下制备苯丁烯酮时对应的产率．
(5)苯丁烯酮的产率随温度变化的原因可能是
(6)
溶液是否参与反应？(7)在某条件下，科研小组经分离提纯后得产品质量为
，则该条件下产品的产率是(8)通过实验探究从而确定制备苯丁烯酮最佳反应条件是：
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】
是灰霾天气二次无机颗粒爆发式增长的重要前体物，某实验中心通过如下实验探究
与在
细颗粒表面发生的化学变化。
Ⅰ.a.原料气的制备
(1)仪器A的名称为_______ ；B中反应的离子方程式为_______ 。
(2)C中盛放的试剂为饱和食盐水，其作用为_______ 。
b.通过如下装置制备干燥的
A.
B.
C.
D.
(3)试管中盛放的试剂为_______ ；若不考虑氨气的尾气处理，装置连接顺序为_______ (用接口字母表示气体流动方向)。
Ⅱ.、在表面的反应：按照下表中的描述将气体混合后，将各组气体依次通入反应管中，测定反应生成的
含量结果如图所示。
实验1的目的为空白实验
(4)对比实验2、3能得到的结论为_______ ；查阅资料表明，该反应为置换反应，则反应的化学方程式为_______ 。
(5)对比实验2、4能得到的结论为_______ 。
是灰霾天气二次无机颗粒爆发式增长的重要前体物，某实验中心通过如下实验探究与在细颗粒表面发生的化学变化。Ⅰ.a.原料气的制备
(1)仪器A的名称为
(2)C中盛放的试剂为饱和食盐水，其作用为
b.通过如下装置制备干燥的
A.
B. C. D.(3)试管中盛放的试剂为
Ⅱ.
、在表面的反应：按照下表中的描述将气体混合后，将各组气体依次通入反应管中，测定反应生成的含量结果如图所示。| 序号 | 气体成分 | 颗粒物状态 |
| 实验1 | 空气 | 颗粒 |
| 实验2 | 空气+ (浓度为 ) | 无颗粒物 |
| 实验3 | 空气+(浓度为) | 颗粒 |
| 实验4 | 空气+(浓度为)+ (浓度) | 无颗粒物 |
| 实验5 | 空气+(浓度为)+(浓度) | 颗粒 |
实验1的目的为空白实验
(4)对比实验2、3能得到的结论为
(5)对比实验2、4能得到的结论为
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