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            • 1.

              氧化铝是粉煤灰\(\rm{(}\)煤燃烧产生的固体废弃物,含有少量\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)等\(\rm{)}\)中具备精细化利用价值的主要成分,其中铝元素主要以莫来石\(\rm{(Al_{6}Si_{2}O_{13})}\)和刚玉\(\rm{(Al_{2}O_{3})}\)形式存在。一种从粉煤灰中提取氧化铝工艺的流程如下:


              \(\rm{⑴}\)“溶出”发生的主要反应有:\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{+6HCl=2AlCl}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{+3H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)和_____________________。
              \(\rm{⑵}\)“结晶”过程中析出\(\rm{AlCl}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{·6H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\),通入\(\rm{HCl}\)气体的作用是_____________________。
              \(\rm{⑶}\)结晶后过滤洗涤方法是__________________________________;检验是否洗涤干净的方法是_____________________。
              \(\rm{⑷}\)“煅烧”时发生反应的化学方程式是__________________________。

              \(\rm{⑸}\)请说出一条用该法从粉煤灰提取氧化铝的意义______________________。

            • 2.

              用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁,产生一种固体废料,主要成分如下表:


              通过下列工艺流程可以实现元素\(\rm{Ti}\)、\(\rm{Al}\)、\(\rm{Si}\)的回收利用,并得到纳米二氧化钛和分子筛。





              请回答下列问题:

              \(\rm{(1)}\)步骤\(\rm{①②③}\)中进行分离操作的名称是______________,

              \(\rm{(2)}\)下列固体废料的成分中,不属于碱性氧化物的是    \(\rm{(}\)填字母序号\(\rm{)}\)。

                  \(\rm{a. TiO_{2}}\)    \(\rm{b.MgO c.SiO_{2}}\)   \(\rm{d.CaO}\)

              \(\rm{(3)}\)熔融温度和钛的提取率关系如图,适宜温度为\(\rm{500℃}\),理由是                                              

               \(\rm{(4)}\)步骤\(\rm{②}\)中发生反应的离子方程式是 _______________。

              \(\rm{(5)}\)将步骤\(\rm{③}\)中制取分子筛的化学方程式补充完整:

              根据成分表中数据,计算\(\rm{10 kg}\)固体废料,理论上应再加入\(\rm{Na_{2}Si0_{3}}\)物质的量的计算式是

              \(\rm{n( Na_{2}SiO_{3})=}\)___________\(\rm{mol(}\)摩尔质量\(\rm{/g/mol}\)  :\(\rm{SiO_{2}}\) \(\rm{60}\)    \(\rm{Al_{2}O_{3\;\;}102)}\)。

            • 3.

              下面是\(\rm{4}\)种盐在不同温度下的溶解度\(\rm{(g/100 g H_{2}O)}\):

              温度

              \(\rm{NaNO_{3}}\)

              \(\rm{KNO_{3}}\)

              \(\rm{NaCl}\)

              \(\rm{KCl}\)

              \(\rm{10 ℃}\)

              \(\rm{80.5}\)

              \(\rm{20.9}\)

              \(\rm{35.7}\)

              \(\rm{31.0}\)

              \(\rm{100 ℃}\)

              \(\rm{175}\)

              \(\rm{246}\)

              \(\rm{39.1}\)

              \(\rm{56.6}\)

              \(\rm{(}\)假设:\(\rm{①}\)盐类共存时,不影响各自的溶解度;\(\rm{②}\)分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计\(\rm{)}\)

              某同学设计用物质的量比为\(\rm{1∶1}\)的硝酸钠和氯化钾为原料,加入一定量的水制取硝酸钾的实验,其实验流程如下所示:

              \(\rm{(1)}\)在\(\rm{①}\)和\(\rm{③}\)的实验过程中,关键的实验条件是_______________________________。

              \(\rm{(2)}\)分离出晶体\(\rm{②}\)和\(\rm{④}\)的操作是___________________________\(\rm{ (}\)填“倾倒”、“蒸发”、“结晶”或“过滤”\(\rm{)}\)。硝酸钾是晶体____\(\rm{(}\)填“\(\rm{A}\)”或“\(\rm{C}\)”\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(3)}\)粗产品中可能含有的杂质离子是________________________,检验其中阴离子的方法是_____________________________________。

            • 4.

              钛矿工业中的酸性废水富含\(\rm{Ti}\)、\(\rm{Fe}\)等元素,其综合利用如下:

              已知:\(\rm{TiO^{2+}}\)易水解,只能存在于强酸性溶液中。

              \(\rm{(1)TiO^{2+}}\)钛的化合价为

              \(\rm{(2)}\)步骤\(\rm{I}\)中检验钛矿废水中加入铁屑是否足量的试剂是________。

              \(\rm{(3)}\)操作\(\rm{a}\)是 、冷却结晶、过滤、洗涤。

              \(\rm{(4)}\)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为________。

              \(\rm{(5)}\)已知\(\rm{K_{SP}[Fe(OH)_{2}]8×10^{-16}}\),步骤Ⅲ中,\(\rm{FeCO_{3}}\)达到溶解平衡时,若室温下测得溶液的\(\rm{pH}\)为\(\rm{8.5}\),\(\rm{c(Fe^{2+})=1×10^{-6}mol/L}\)。试判断所得的\(\rm{FeCO_{3}}\)中____\(\rm{(}\)填“有”或“没有”\(\rm{)Fe(OH)_{2}}\)。

              \(\rm{(6)}\)向“富含\(\rm{TiO^{2+}}\)溶液”中加入\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)粉末得到固体\(\rm{TiO_{2}·nH_{2}O}\)。请结合原理和化学用语解释其原因   

            • 5.

              下面是\(\rm{4}\)种盐在不同温度下的溶解度\(\rm{(g/100 g H_{2}O)}\):

              温度

              \(\rm{NaNO3}\)

              \(\rm{KNO3}\)

              \(\rm{NaCl}\)

              \(\rm{KCl}\)

              \(\rm{10℃}\)

              \(\rm{80.5}\)

              \(\rm{20.9}\)

              \(\rm{35.7}\)

              \(\rm{31.0}\)

              \(\rm{100℃}\)

              \(\rm{175}\)

              \(\rm{6}\)

              \(\rm{39.1}\)

              \(\rm{56.6}\)

              \(\rm{(}\)假设:\(\rm{①}\)盐类共存时,不影响各自的溶解度;\(\rm{②}\)分离晶体时,溶剂的损耗忽略不计\(\rm{)}\)

              某同学设计用物质的量比为\(\rm{1∶1}\)的硝酸钠和氯化钾为原料,加入一定量的水制取硝酸钾的实验,其实验流程如下所示:

              \(\rm{(1)}\)在\(\rm{①}\)和\(\rm{③}\)的实验过程中,关键的实验条件是__________________________________。

              \(\rm{(2)}\)分离出晶体\(\rm{②}\)和\(\rm{④}\)的操作是___________________________\(\rm{ (}\)填“倾倒”、“蒸发”、“结晶”或“过滤”\(\rm{)}\)。硝酸钾是晶体    \(\rm{(}\)填“\(\rm{A}\)”或“\(\rm{C}\)”\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(3)}\)粗产品中可能含有的杂质离子是__________,检验其中阴离子的方法是__________________________________________。

              \(\rm{(4)}\)欲将粗产品提纯,可采取的方法是__________________________________________。

            • 6.

              处理含铬废水的方法较多

              Ⅰ\(\rm{.}\)某工业废水中主要含有\(\rm{Cr^{3+}}\),同时还含有少量的\(\rm{Cu^{2+}}\)、\(\rm{Fe^{2+}}\)、\(\rm{Fe^{3+}}\)和\(\rm{Al^{3+}}\)等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:


              已知:\(\rm{Cr(OH)_{3}―→NaCrO_{2}―→Na_{2}CrO_{4}―→Na_{2}Cr_{2}O_{7\;\;\;\;}}\)请回答:

              \(\rm{(1)}\)操作Ⅰ的名称为____________,上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同,进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还有                。

              \(\rm{(2)}\)滤渣Ⅰ的主要成分为\(\rm{\_}\)                      \(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(3)}\)加入试剂甲的目的是____________________________________________________。

              \(\rm{(4)}\)废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式为\(\rm{\_}\)                                       。

              Ⅱ\(\rm{.}\)酸性条件下,六价铬主要以\(\rm{Cr_{2}O\rlap{{\!\,}^{2-}}{{\!\,}_{7}}}\)形式存在。工业上用以下方法处理含\(\rm{Cr_{2}O\rlap{{\!\,}^{2-}}{{\!\,}_{7}}}\)的废水:\(\rm{①}\)往废水中加入适量的\(\rm{NaCl}\),搅拌均匀;\(\rm{②}\)用\(\rm{Fe}\)作电极进行电解,观察现象阴极有气泡产生,在阳极不断溶解,\(\rm{Cr_{2}O\rlap{{\!\,}^{2-}}{{\!\,}_{7}}}\)被还原;\(\rm{③}\)一段时间后有\(\rm{Cr(OH)_{3}}\)和\(\rm{Fe(OH)_{3}}\)沉淀产生过滤回收沉淀,废水达到排放标准。

              \(\rm{(5)}\)在\(\rm{②}\)步中,电解法除铬时: 阳极电极反应式                         

              在阳极附近溶液中\(\rm{Cr_{2}O\rlap{{\!\,}^{2-}}{{\!\,}_{7}}}\)被还原为\(\rm{Cr^{3+}}\)的离子方程式:                                     

              \(\rm{(6)}\)已知某含\(\rm{Cr_{2}O\rlap{{\!\,}^{2-}}{{\!\,}_{7}}}\)的酸性工业废水中铬元素的含量为\(\rm{104.5 mg·L^{-1}}\),处理后铬元素最高允许排放浓度为\(\rm{0.5 mg·L^{-1}}\)。处理该废水\(\rm{1 000 m^{3}}\)并达到排放标准至少消耗铁的质量为________\(\rm{kg}\)。

            • 7.

              \(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)是一种饲料营养强化剂\(\rm{.}\)一种利用水钴矿\(\rm{(}\)主要成分为\(\rm{Co_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Co(OH)_{3}}\),还含少量\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)、\(\rm{MnO}\)等\(\rm{)}\)制取\(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)的工艺流程如下:

              已知:\(\rm{①}\)浸出液中含有的阳离子主要有\(\rm{H^{+}}\)、\(\rm{Co^{2+}}\)、\(\rm{Fe^{2+}}\)、\(\rm{Mn^{2+}}\)、\(\rm{Al^{3+}}\)等;\(\rm{②}\)部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的\(\rm{pH}\)见下表:\(\rm{(}\)金属离子浓度为:\(\rm{0.01mol/L)}\)

              沉淀物

              \(\rm{Fe(OH)_{3}}\)

              \(\rm{Fe(OH)_{2}}\)

              \(\rm{Co(OH)_{2}}\)

              \(\rm{Al(OH)_{3}}\)

              \(\rm{Mn(OH)_{2}}\)

              开始沉淀

              \(\rm{2.7}\)

              \(\rm{7.6}\)

              \(\rm{7.6}\)

              \(\rm{4.0}\)

              \(\rm{7.7}\)

              完全沉淀

              \(\rm{3.7}\)

              \(\rm{9.6}\)

              \(\rm{9.2}\)

              \(\rm{5.2}\)

              \(\rm{9.8}\)

              \(\rm{③CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)熔点为\(\rm{86℃}\),加热至\(\rm{110~120℃}\)时,失去结晶水生成无水氯化钴.

              \(\rm{(1)}\)写出浸出过程中\(\rm{Co_{2}O_{3}}\)发生反应的离子方程式________;

              \(\rm{(2)}\)写出\(\rm{NaClO_{3}}\)发生反应的主要离子方程式________;若不慎向“浸出液”中加过量\(\rm{NaClO_{3}}\)时,可能会生成有毒气体,则生成有毒气体的化学式为________;

              \(\rm{(3)}\)“加\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)调\(\rm{pH}\)至\(\rm{a}\)”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为________;

              \(\rm{(4)}\)制得的\(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)在烘干时需减压烘干的原因是________;

              \(\rm{(5)}\)萃取剂对金属离子的萃取率与\(\rm{pH}\)的关系如图\(\rm{.}\)向“滤液”中加入萃取剂的目的是________;其使用的最佳\(\rm{pH}\)范围是________;

              A.\(\rm{2.0~2.5}\)

              B.\(\rm{3.0~3.5}\)

              C.\(\rm{4.0~4.5}\)

              D.\(\rm{5.0~5.5}\)

              \(\rm{(6)}\)为测定粗产品中\(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量\(\rm{AgNO_{3}}\)溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量\(\rm{.}\)通过计算发现粗产品中\(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)的质量分数大于\(\rm{100\%}\),其原因可能是________。\(\rm{(}\)答一条即可\(\rm{)}\)

            • 8.

              多晶硅\(\rm{(}\)硅单质的一种\(\rm{)}\)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以\(\rm{SiCl_{4}}\)为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用\(\rm{SiCl_{4}}\)水解生成的盐酸和钡矿粉\(\rm{(}\)主要成份为\(\rm{BaCO_{3}}\),且含有少量钙、铁、镁离子\(\rm{)}\)制备\(\rm{BaCl_{2}·2H_{2}O}\),工艺流程如下。


                已知\(\rm{25℃}\)时,\(\rm{Fe^{3+}}\)、\(\rm{Ca^{2+}}\)、\(\rm{Mg^{2+}}\)完全沉淀的\(\rm{pH}\)分别是:\(\rm{3.4}\)、\(\rm{13.1}\)、\(\rm{12.4}\)

              \(\rm{(1)}\)已知:\(\rm{SiCl_{4}(s)+H_{2}(g)=SiHCl_{3}(s)+HCl(g)}\) \(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{1}=47 kJ·mol^{−1}}\)

              \(\rm{SiHCl_{3}(s)+H_{2}(g)=Si(s)+3HCl(g)}\)  \(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}=189 kJ·mol^{−1}}\)

              则由\(\rm{SiCl_{4}}\)制备硅的热化学方程式为                       

              \(\rm{(2)}\)加钡矿粉时生成\(\rm{BaCl_{2}}\)的离子反应方程式是              

              \(\rm{(3)}\)加\(\rm{20\% NaOH}\)调节\(\rm{pH=12.5}\),得到滤渣\(\rm{A}\)的主要成分是     ,控制温度\(\rm{70℃}\)的目的是 

              \(\rm{(4)BaCl_{2}}\)滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤,再经真空干燥后得到\(\rm{BaCl_{2}·2H_{2}O}\)。实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器有        种。

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