13．二氧化氯（ClO₂）气体是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水．制备方法如下：
（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠．用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质．在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl₂（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．
（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO₃），再将它与盐酸反应生成ClO₂与Cl₂，该气体的物质的量比是2：1．
某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂，用NaClO₃和草酸（H₂C₂O₄）恒温在60℃时反应制得．

（3）反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有温度计、大烧杯；
（4）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO₂）溶液．已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO₂•3H₂O，在温度高于38℃时析出的是NaClO₂．根据图2所示NaClO₂的溶解度曲线，请完成从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：
①蒸发浓缩；②冷却（大于38℃）结晶；③洗涤；④干燥．
（5）目前我国已成功研制出利用NaClO₂制取二氧化氯的新方法，将Cl₂通入到NaClO₂溶液中，现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是362kg．
（6）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的剧毒CN^-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍．

12．氯酸镁[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg（ClO₃）₂•6H₂O的流程如图1：

已知：①卤块主要成分为MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质．
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2所示．
（1）加速卤块在KMnO₄溶液中溶解的措施有：将卤块粉碎或加热等（写出一点即可）．
（2）加入MgO的作用是调节溶液的pH，使Fe³⁺沉淀完全；过滤后所得滤渣的主要成分为BaSO₄和Fe（OH）₃．
（3）加入NaClO₃饱和溶液后发生反应的化学方程式为MgCl₂+2NaClO₃=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，再进一步制
Mg（ClO₃）₂•6H₂O晶体的实验步骤依次为：①加热蒸发；②趁热过滤；③冷却结晶；④过滤洗涤．
产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50g产品配成100mL溶液．
步骤2：取10.00mL试液于锥形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol/L的FeSO₄溶液，微热．
步骤3：冷却至室温，用0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至终点．
此过程中反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
步骤4：将步骤2、3重复两次
（4）①写出步骤2中发生反应的离子方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺→6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
②步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管，将会导致最终结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（5）若平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL，则产品中Mg（ClO₃）₂•6H₂O的质量分数为78.3%．

11．某研究性学习小组组装了下图所示的装置制备ClO₂气体（加热装置用“△”表示），反应原理为饱和草酸溶液与KClO₃粉末在60℃时反应制得ClO₂（温度过高或过低都会影响制气效率）
已知：①ClO₂是一种黄绿色有刺激性气味的气体，熔点-59℃，沸点11.0℃
②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸，对应的钙盐（CaC₂O₄）不溶于醋酸，能溶于强酸，它还是一种还原性较强的物质．

（1）配平制备ClO₂的化学方程式：2KClO₃+1H₂C₂O₄--2KHCO₃+2ClO₂↑
（2）A装置中还缺少的一样仪器名称是温度计，B装置的作用是将ClO₂冷凝收集．
（3）C装置吸收尾气后，溶液中含有NaOH、NaClO₂、NaClO₃等溶质，小组成员认为C中还可能含有Na₂CO₃，试分析可能的原因是过量的草酸与KHCO₃反应，逸出的CO₂与NaOH溶液反应生成Na₂CO₃或因KClO₃具有较强氧化性，将草酸氧化成CO₂，逸出的CO₂与NaOH溶液反应生成Na₂CO₃．
（4）小组成员查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈碱性，加入足量的CaCl₂溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤，沉淀备用，对生成的沉淀进行探究．
①提出合理假设
假设1：只存在CaCO₃；
假设2：既存在CaCO₃，也存在CaC₂O₄；
假设3：只存在CaC₂O₄．
②基于假设2，设计实验方案，进行实验．请在答题卷上写出实验步骤以及预期现象和结论．限选实验试剂：1mol•L^-1 H₂SO₄、0.1mol•L^-1 HCl、0.01mol•L^-1 KMnO₄、澄清石灰水．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量沉淀于试管中，加入足量0.1 mol•L-1 HCl ．	沉淀全部溶解，有气泡产生，说明沉淀中有CaCO3
步骤2：往步骤1的剩余物中，再滴加几滴0.01 mol•L-1 KMnO4 ．	溶液紫红色褪去，说明沉淀中有CaC2O4，结合步骤1，假设2成立

10．由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
熔融氧化3MnO₂+KClO₃+6KOH$\stackrel{高温}{→}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化3K₂MnO₄+2CO₂→2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
已知相关物质的溶解度（20℃）

物质	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度g/100g	111	33.7	11.1	6.34

完成下列填空：
（1）在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和cd．（填序号）
a．表面皿       b．蒸发皿       c．铁坩埚       d．泥三角
（2）加酸时不宜用硫酸的原因是生成K₂SO₄溶解度小，会降低产品的纯度；不宜用盐酸的原因是盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量．
（3）采用电解法也可实现K₂MnO₄的转化，2K₂MnO₄+2H₂O$\stackrel{通电}{→}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑．与原方法相比，电解法的优势为K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，原子利用率高．
（4）草酸钠滴定法测定高锰酸钾的质量分数步骤如下：
（已知 涉及到的反应：Na₂C₂O₄+H₂SO₄→H₂C₂O₄（草酸）+Na₂SO₄5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O   Na₂C₂O₄的式量：134、KMnO₄的式量：158）
Ⅰ称取0.80g 的高锰酸钾产品，配成50mL溶液．
Ⅱ称取0.2014gNa₂C₂O₄，置于锥形瓶中，加入蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化．
Ⅲ将瓶中溶液加热到75～80℃，趁热用Ⅰ中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点．消耗高锰酸钾溶液8.48mL，则样品中高锰酸钾的质量分数为0.700（保留3位小数）．达到滴定终点的标志是无色变为紫色且半分钟不褪色．
（5）加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，会导致测得产品纯度偏高．（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
（6）将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合，测得反应溶液中Mn²⁺的浓度随反应时间t的变化如图，其原因可能为Mn²⁺可能是该反应的催化剂，随着Mn²⁺的产生，反应速率大大加快．

9．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．实验室可通过Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反应来制取Na₂S₂O₃．

（1）写出图1所示装置中三颈瓶中由反应制取Na₂S₂O₃的化学方程式2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂．如将分液漏斗中的H₂SO₄改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除Na₂S₂O₃生成外，还有NaCl（填化学式）杂质生成．
（2）为测定所得保险粉样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数，可用标准碘溶液进行滴定，反应方程式为2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．
①利用KIO₃、KI和HCl可配制标准碘溶液．写出配制时所发生反应的离子方程式：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
②准确称取一定质量的Na₂S₂O₃•5H₂O样品于锥形瓶中，加水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂，用所配制的标准碘溶液滴定．滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有酸式滴定管．
③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数的测量结果偏低（填“偏高”“偏低”或“不变”）．
（3）本实验对Na₂S的纯度要求较高，利用图2所示的装置可将工业级的Na₂S提纯．已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精．提纯步骤依次为：
①将已称量好的工业Na₂S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
②按图2所示装配所需仪器，向冷凝管中通入冷却水，b进a出（用字母“a”、“b”填空）水浴加热；
③待烧瓶中固体不再减少时，停止加热，将烧瓶取下；
④趁热过滤；
⑤将所得滤液冷却结晶，过滤得到硫化钠结晶水合物；
⑥将所得固体洗涤、干燥，得到Na₂S•9H₂O晶体．

8．实验室以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）为原料制取CaCl₂•2H₂O和CaO₂的主要流程如下：

（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，滤渣的主要成分是Fe（OH）₃和Al（OH）₃．试剂X可以选择下列的AB（填编号）．
A．CaO    B．CaCO₃    C．NH₃•H₂O   D．Ba（OH）₂．
（2）操作Ⅱ中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒．
（3）由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高的原因是防止温度过高H₂O₂发生分解．

7．氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂．如图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程．

请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理．
①氯化铁做净水剂Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）吸收剂X的化学式为FeCl₂；氧化剂Y的化学式为NaClO．
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品．该反应的化学方程式为2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄小而溶液中K⁺、FeO₄^2-的浓度比较大．
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易发生反应：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用B（填序号）．
A．H₂O  B．稀KOH溶液、异丙醇 C．NH₄Cl溶液、异丙醇 D．Fe（NO₃）₃溶液、异丙醇
（6）可用滴定分析法测定粗K₂FeO₄的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO₄^2-+CrO₂^-+2H₂O═CrO₄^2-+Fe（OH）₃↓+OH^-
②2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O
③Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
现称取1.980g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤，滤液定容于250mL容量瓶中．每次取25.00mL加入稀硫酸酸化，用0.1000mol/L的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93mL．则上述样品中高铁酸钾的质量分数为63.1%．

6．用含有少量Al的废铁屑制备Fe₂（SO₄）₃其操作流程及有关资料如下：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

①加NaHCO₃时，混合液pH值应控制在4.4～7.5．
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
③实际生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是节约Fe（NO₃）₃、防止NO污染，气体X与NO配比的比例是3：4．

5．学生利用如图所列装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃•6H₂O晶体．（图中夹持及尾气处理装置均已略去）

（1）回答下列问题：所用铁粉中若有杂质，欲除去不纯铁粉中混有的铝粉可以选用的试剂为B（填序号）
A．稀盐酸    B．氢氧化钠溶液   C．浓硫酸   D．FeCl₃溶液
此步涉及反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）反应发生后装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．D装置的作用：除去H₂中的水蒸气．
（3）该小组学生把B中反应后的产物加入足量的盐酸，过滤，用上述滤液制取FeCl₃•6H₂O
晶体，设计流程如下：

①用离子方程式表示步骤I中通入Cl₂的作用Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-．
②为了检验某未知溶液是否是FeCl₂溶液，同学们设计了以下实验方案加以证明．向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色，证明该未知溶液是FeCl₂溶液．你认为此方案是否合理不合理（填“合理”或“不合理”）．

4．工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂（SO₄）₃、TiOSO₄，可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁．其生产流程如图1：

已知：TiOSO₄可溶于水，在水中电离为TiO²⁺和SO₄^2-．请回答下列问题：
（1）写出TiOSO₄水解生成钛酸H₄TiO₄的离子方程式TiO²⁺+3H₂O═H₄TiO₄+2H⁺（．步骤①中加入足量铁屑的目的是将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，消耗溶液中的H⁺促进TiO²⁺水解．
（2）工业上由H₄TiO₄可制得钛白粉TiO₂．TiO₂直接电解还原法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的CaCl₂，原理如图2所示，阴极的电极反应为TiO₂+4e^-═Ti+2O^2-．
（3）步骤②的离子方程式是Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O，所得副产品主要是（NH₄）₂SO₄（填化学式）．
（4）步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度，原因是防止Fe²⁺被空气中的氧气氧化．
（5）乳酸可由乙烯经下列步骤合成：

酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%，则生产468kg乳酸亚铁晶体（M=234g/mol）需要标准状况下的乙烯99.6m³．