20．工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质　）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

已知：

物质	SiCl4	AlCl3	FeCl3	FeCl2	NaCl
沸点/℃	57.6	180（升华）	300（升华）	1023	801

回答下列问题：
（1）高温反应前，常在800℃焙烧铝土矿，使固体中水分挥发、气孔数目增多，其作用是防止后续步骤生成的AlCl₃水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率（只要求写出一种）
（2）高温反应后，铝土矿中的氧化物均转变为相应的氯化物，由Al₂O₃、C和Cl₂反应生成AlCl₃的化学方程式为Al₂O₃+3C+3Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO．
（3）气体Ⅱ的主要成分除了Cl₂外，还含有CO₂、O₂、SiCl₄．气体Ⅱ常用过量冷的NaOH溶液吸收，吸收液中含有的阴离子主要有CO₃^2-、HCO₃^-、Cl^-、ClO^-、SiO₃^2-、OH^-．
（4）工业上为了降低生产成本，生产过程中需要控制加入铝粉的量，“废渣”的主要成分是NaCl、FeCl₂．
（5）AlCl₃和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池，电镀时AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-两种离子在电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，电镀时阴极的电极反应式为4Al₂Cl₇^-+3e^-=7AlCl₄^-+Al．

19．钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：

已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO₄和FeSO₄，TiOSO₄遇水会水解．
请回答下列问题：
（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有漏斗、玻璃棒，操作2是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，副产品主要成分的化学式为FeSO₄．
（2）请结合化学用语解释将TiO²⁺转化为H₂TiO₃的原理溶液中存在平衡：TiO²⁺+2H₂O?H₂TiO₃+2H⁺，当加热升温后，平衡正向移动，生成H₂TiO₃．
（3）已知钛的还原性介于铝与锌之间，估计钛能耐腐蚀的原因之一是钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）．如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是TiCl₄+4Na$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+4NaCl．
（4）电解TiO₂来获得Ti是以TiO₂作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式是TiO₂ +4e^-=Ti+2O^2-．
（5）为测定溶液中TiOSO₄的含量，首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO²⁺+Al+6H⁺═3Ti³⁺+Al³⁺+3H₂O．过滤后，取出滤液20.00mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用酸式滴定管（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol•L^-1 FeCl₃溶液，发生Ti³⁺+Fe³⁺═Ti⁴⁺+Fe²⁺．当溶液出现红色达到滴定终点，用去了30.00mL FeCl₃溶液．待测钛液中TiOSO₄的物质的量浓度是1.5 mol•L^-1．

18．实验室以废铜为原料制取碱式碳酸铜 Cu₂（OH）₂CO₃的过程如下：

完成下列填空：
（1）酸浸中产生的气体是NO、NO₂（填化学式）
（2）检验过滤Ⅱ的沉淀是否洗净的方法是取最后一次洗涤液滴加氯化钡溶液，若溶液中没有出现沉淀，则沉淀已洗净．
（3）从实验流程中可看出影响产品生成的因素有多种，请写出其中两个：温度和pH，并任选其中一个因素，说明其原因温度过高，碱式碳酸铜会分解生成氧化铜，温度过低，反应速率太慢，或：pH过低，得不到碱式碳酸铜，pH过高则生成氢氧化铜．
（4）CuSO₄溶液和纯碱溶液混合同样也可以制得Cu₂（OH）₂CO₃，写出该反应的化学方程式：2CuSO₄+2Na₂CO₃+H₂O→Cu₂（OH）₂CO₃↓+2Na₂SO₄+CO₂↑．
（5）产品中Cu含量的测定步骤是：称取mg样品，用适量稀硫酸完全溶解，加水稀释，调节溶液为中性或弱酸性，再加入过量的KI-淀粉溶液后，用c mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液v mL．实验中反应的离子方程式为：
2Cu²⁺+4I^-→2CuI（白色）↓+I₂；       
I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-
①样品溶于稀硫酸后，需加水稀释，控制溶液为中性或弱酸性，其原因是若溶液酸性过强，则2H⁺+S₂O₃^2-→S↓+SO₂+H₂O，多消耗Na₂SO₃溶液．
②产品中Cu的含量为0.064cv/m（用含m、c、v的代数式表示）．

17．中和热的测定实验的关键是要比较准确地配制一定的物质的量浓度的溶液，量热器要尽量做到绝热；在量热的过程中要尽量避免热量的散失，要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化．回答下列问题：
（1）中学化学实验中的中和热的测定需要在大小烧杯之间填满碎泡沫（或纸条）其作用是保温、隔热、减少实验过程中的热量散失．
（2）该实验常用0.50mol•L^-1 HCl和0.55mol•L^-1的NaOH溶液各50mL．NaOH的浓度大于HCl的浓度作用是使盐酸完全被中和，减少了盐酸挥发对实验的影响．当室温低于10℃时进行，对实验结果会造成较大的误差其原因是如果温度过低，散热加快，对实验结过造成的误差较大．
（3）若上述HCl、NaOH溶液的密度都近似为1g/cm³，中和后生成的溶液的比热容C=4.18J/（g•℃），则该中和反应放出热量为0.418（t₂-t₁）kJ（填表达式）．△H=-$\frac{0.418（t2-t1）}{0.025}$kJ/mol（填表达式）
（4）如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热相等（填“相等、不相等”） 所放出的热量不相等（填“相等、不相等”）
（5）用相同浓度和体积的醋酸（CH3COOH）代替HCl溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小；（填“偏大、偏小、无影响”）．

16．查阅资料：无水醋酸钠是无色无味的结晶体，在空气中可被风化，可燃．用无水醋酸钠与碱石灰加热可以制得X气体，并进行相应的实验：
（1）装置E中反应方程式是CH₃COONa+NaOH$→_{△}^{CaO}$Na₂CO₃+X↑，X的化学式是CH₄．
（2）在C中收集气体X和Cl₂为1：1体积混合，然后在光照下反应：
①C装置所盛放液体试剂是饱和食盐水；
②B装置的作用是除去Cl₂中含有的HCl；光照后所得产物有5种；
③装置D的作用是连通大气，平衡压强；接收可能溢出的液体；
（3）某学生为了测定X的组成进行实验探究，选用了F、G、H仪器：
①该同学依次连接的合理顺序是E、G、H、F；
②该同学测定的相关数据是：

装置	实验前的质量/g	实验后的质量/g
F	22.5	33.6
H	42.4	51.4

数据是否完全，说明原因数据是不完全，因为只能确定有机物中的碳氢元素含量，不能确定是否含有氧元素，应称取C 装置实验前后的质量；
由以上数据可知X中碳氢两种原子的物质的量之比＞（选填“＞”、“＜”）1：4，造成这种结果的原因是F 装置后面与空气接触，空气中的水蒸气和CO₂进入了F 装置，造成含碳量偏大．

15．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）的工艺流程如图1所示：

已知：FeTiO₃与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO₃+4H⁺+4Cl^-═Fe²⁺+TiOCl₄^2-+2H₂O．1
（1）化合物FeTiO₃中铁元素的化合价是+2．
（2）滤渣A的成分是SiO₂．
（3）滤液B中TiOCl₄^2-转化生成TiO₂的离子方程式为TiOCl₄^2-+H₂O=TiO₂↓+2H⁺+4Cl^-．
（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2所示．反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解．
（5）写出由滤液D生成FePO₄的离子方程式2Fe²⁺+2H₃PO₄+H₂O₂=2FePO₄↓+2H₂O+4H⁺．
（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20：9．

14．某有机物A是芳香烃的含氧衍生物，其相对分子质量不超过130，A中含氧的质量为25.8%，该有机物的分子式为C₇H₈O₂，若A苯环上的一氯代物有两种，则A有4种同分异构体，若1molA与足量的NaOH溶液反应，消耗1molNaOH，则该有机物与足量的浓溴水反应的化学方程式为．

13．大气中PM2.5、NO_x、SO₂、CO₂、CH₄等含量是衡量空气质量优劣的重要指标，对其研究和综合治理具有重要意义．
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样．测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K+	Na+	NH${\;}_{4}^{+}$	SO${\;}_{4}^{2-}$	NO3	Cl-
浓度/mol•L-l	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根据表中数据计算PM2.5试样的pH=4．
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一．
①汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如图：

则N₂（g）和O₂（g）反应生成NO（g）的热化学反应方程式为N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+184kJ•mol^-1；
②用碱液吸收氮的氧化物是目前研究的课题，将NO、NO₂通入石灰乳中可制备重要的工业原料Ca（NO₂）₂．该工艺需控制NO和NO₂物质的量之比接近1：1．若n（NO₂）：n（NO）＞1：1，则会导致产品Ca（NO₂）₂中Ca（NO₃）₂含量升高；若n（NO₂）：n（NO）＜1：1，则会导致排放气体中NO含量升高．
（3）燃煤烟气中的CO、SO₂在铝矾土作催化剂、773K条件下反应生成CO₂和硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫．反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图2所示，写出该反应的化学方程式4CO+2SO₂=4CO₂+S₂．
（4）科学家用氮化镓材料与铜组装如图3所示的人工光合系统．利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄．写出铜电极表面的电极反应式CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O．
（5）天然气也可重整生产化工原料．最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X．由质谱分析得X的相对分子质量为106，其核磁共振氢谱如图4，则X的结构简式为．

12．按如图所示装置分别进行以下实验（为了方便观察．U形管内的水预先染成红色）．完成下列各题．

（1）在锥形瓶里加人几小块铝片和一定量的盐酸，一段时间后．观察到U形管内的水面变化情况是左边液面下降，右边液面升高原因是铝与盐酸反应放反应放热，使锥形瓶内空气受热膨胀致使压强增大
（2）在锥形瓶里改加Ba（OH）₂•8H₂O与NH₄CL的混合物，一段时间后，观察到U形管内的水面变化情况是左边液面升高，右边液面下降，Ba（OH）₂•8H₂O与NH₄Cl的反应是吸热反应，吸热使锥形瓶内空气遇冷收缩致使压强减小．

11．分子式为C₅H₁₂O的有机物，可与金属钠反应产生氢气，试根据下列性质回答以下问题．
（1）若该有机物可催化脱氢氧化成醛，而不能发生消去反应，则该有机物的结构简式可能为（CH₃）₃CCH₂OH．
（2）若该有机物不能催化脱氢氧化成羰基化合物，而能发生消去反应生成烯烃，则该有机物的结构简式可能为（CH₃）₂C（OH）CH₂CH₃，CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂OH，（CH₃）₂CHCH₂CH₂OH，HOCH₂CH（CH₃）₂CH₂CH₃．
（3）该有机物化合物有8种同分异构体（不考虑立体异构）．