5．硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处，某化学兴趣小组查阅资料，用两种不同的原料制取硫酸铜．
方式一：一种含铜的矿石（硅孔雀石矿粉），含铜形态为CuCO₃•Cu（OH）₂和CuSiO₃•2H₂O（含有SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃、Al₂O₃等杂质）．以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如图：

请回答下列问题：
（1）完成步骤①中稀硫酸与CuSiO₃•2H₂O发生反应的化学方程式CuSiO₃•2H₂O+H₂SO₄=CuSO₄+H₄SiO₄+H₂O；
（2）步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是A
A．CuOB．MgO       C．FeCO₃D NH₃•H₂O
（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7

由上表可知：当溶液pH=4时，不能完全除去的离子是Al³⁺．
（4）滤液B通过蒸发浓缩（设体积浓缩为原来的一半）、冷却结晶可以得到CuSO₄•5H₂O晶体．某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出．请你结合相关数据对该同学的观点予以评价（已知常温下，Al₂（SO₄）₃饱和溶液中C（Al³⁺）=2.25mol•L^-1，K_sp[Al（OH）₃]=3.2×10^-34）错误（填“正确”或“错误”）．
方式二：以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ．将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS₂，含有少量CaO、MgO、Al₂O₃）粉碎
Ⅱ．采用如图装置进行电化学浸出实验，将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解．在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂．Ⅲ．一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：

2RH（有机相）+Cu²⁺（水相）?R₂Cu（有机相）+2H⁺（水相）分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu²⁺得以再生．
Ⅳ．电解硫酸铜溶液制得金属铜．
（5）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS₂+4H⁺=Cu²⁺+Fe²⁺+2H₂S    2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺
电解过程中，阳极区Fe³⁺的浓度基本保持不变，原因是Fe²⁺-e^-=Fe³⁺（用电极反应式表示）．
（6）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu²⁺得以再生的原理是增大H⁺浓度，使平衡2RH（有机相）+Cu²⁺（水相）?R₂Cu（有机相）+2H⁺（水相）逆向移动，Cu²⁺进入水相得以再生．
（7）步骤Ⅳ，若电解0.1mol CuSO₄溶液，生成铜3.2g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Cu²⁺）＞c（OH^-）．

4．以钛铁矿（主要成分是钛酸亚铁FeTiO₃）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如图所示，其中钛铁矿与浓硫酸反应的化学方程式为：FeTiO₃+2H₂SO₄═TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O．试回答下列问题：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于非氧化还原反应（选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）．
（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe²⁺被氧化，物质A是Fe；上述制备TiO₂的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是FeSO₄•7H₂O、Fe、H₂SO₄．
（3）反应TiCl₄+2Mg═2MgCl₂+Ti在Ar气氛中进行的理由是防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气（或氮气、二氧化碳）作用．
（4）如果取钛铁矿A t，生产出钛B t（不考虑损耗），计算钛铁矿中钛的含量（用A、B字母表示）$\frac{B}{A}×100%$．

3．铜、铁是重要的金属材料．
（1）工业上冶炼铜的反应为8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂若CuFeS₂中Fe的化合价为
2，反应中被还原的元素是Cu、O（填元素符号）．
（2）上述冶炼过程产生大量SO₂．SO₂尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是形成酸雨；
（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃方法为①用稀盐酸浸取炉渣，过滤．②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃．
a．除去Al³⁺的离子方程式是Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO．
提供的试剂：稀盐酸   稀硫酸    KSCN溶液  KMnO₄溶液  NaOH溶液  碘水所选试剂为稀硫酸和高锰酸钾溶液．证明炉渣中含有FeO的实验现象稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性高锰酸钾溶液褪色．
（4）电子工业曾用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板，为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新得到FeCl₃溶液，设计如图所示实验流程．
上述流程中，所加试剂的化学式为：XFe，YHCl，ZCl₂第⑥步反应的离子方程式为2 Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．

2．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种高效氧化剂、漂白剂．已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是
NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．利用下图所示装置制备亚氯酸钠．

完成下列填空：
（1）装置①中除烧杯外另一种玻璃仪器的名称为球形干燥管．
（2）先关闭K₁、打开K₂、再打开分液漏斗旋塞，装置②中产生ClO₂的化学方程式为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O．
（3）当④中出现晶体后，则装置④中的化学反应方程式为2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂．然后关闭K₂、打开K₁，装置①的作用吸收未反应的ClO₂，防止逸出污染空气．
将装置④中的溶液进行下列操作得到的晶体为NaClO₂的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；     
②趁热过滤；
③用38-60℃的温水洗涤    
④低于60℃干燥，得到成品．
（4）称取1g所得亚氯酸钠样品于烧杯中，加过量酸化碘化钾溶液，充分反应
（ClO₂^-+4I ^-+4H⁺→2H₂O+2I₂+Cl^-），得到25.00ml混合溶液．再用2.0mol/L Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-），共消耗Na₂S₂O₃20.00ml．
①滴定时指示剂为淀粉溶液，达到滴定终点的现象为滴入最后一滴Na₂S₂O₃标准液由蓝色变为无色且半分钟内不变色．
②该样品中NaClO₂的质量分数为90.5%．

1．（1）工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体．

①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是将NO_x氧化成HNO₃；写出化学方程式4NO_x+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃；
②在保温去铁的过程中，为使Fe³⁺沉淀完全，可以向溶液中加人CuO调节溶液的pH．根据下表数据，溶液的pH应保持在3.2≤pH＜4.7的范围内；

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Cu2+	4.7	6.7

③进行蒸发浓缩时，加入的试剂b为硝酸溶液，其目的是（结合离子方程式说明）由于Cu²⁺发生水解Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可抑制Cu²⁺的水解防止Cu（OH）₂的生成．
（2）①某人设想以下图所示装置将NO_x转化为硝酸，装置一可用于由N₂O₄制备N₂O₅（硝酸的酸酐），装置二用于将NO₂转化为硝酸，写出通入NO₂的电极的电极反应式：NO₂-e^-+H₂O=NO₃^-+2H⁺；电解池阳极反应：N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．
②若通入NO₂的速率为2.24L/min（标准状况），为稳定持续生产，硝酸溶液的浓度应维持质量分数50%不变，则左侧水的流入速率应为7.2mL/min．

20．铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，如图是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

已知：①4FeO•Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂$\stackrel{750℃}{→}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃$\stackrel{750℃}{→}$2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺
（1）固体X中主要含有Fe₂O₃、MgO（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用pH计或精密pH试纸（填写仪器或试剂名称）．
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）右表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl→K₂Cr₂O₇↓+2NaCl．该反应在溶液中能发生的理由是K₂Cr₂O₇的溶解度比Na₂Cr₂O₇小（或四种物质中K₂Cr₂O₇的溶解度最小）．

物质	溶解度/（g/100g水）
	0°C	40°C	80°C
KCl	28	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38
K2Cr2O7	4.7	26.3	73
Na2Cr2O7	163	215	376

（5）酸性溶液中过氧化氢能使Cr₂O₇^2-生成蓝色的过氧化铬（CrO₅分子结构为），该反应可用来检验Cr₂O₇^2-的存在．写出反应的离子方程4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺═2CrO₅+5H₂O．该反应不属于（填“属于”或“不属于”）氧化还原反应．
（6）称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液，取出25mL与碘量瓶中，加入10mL2mol/L  H₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺），放于暗处5min．然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）
①判断达到滴定终点的依据是当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液蓝色褪去，半分钟内不变色；
②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为94.08%．（保留3位有效数字，K₂Cr₂O₇的摩尔质量为294g/mol）．

19．硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业．某研究小组设计SnSO₄制备路线如下：

查阅资料：
Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化．
Ⅱ．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡
回答下列问题：
（1）锡元素原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是第五周期ⅣA族．
（2）操作Ⅰ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤．
（3）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因SnCl₂水解，发生SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn²⁺水解．
（4）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH  ②防止Sn²⁺被氧化．
（5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑．
（6）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O．
（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑；
②加入过量的FeCl₃溶液；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定②中生成的Fe²⁺，发生的反应为：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O．取1.226g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0mL．锡粉中锡的质量分数是93.2%．

18．实验室用废CuO（含有杂质FeO、Fe₂O₃）制备胆矾晶体，经历下列过程（Fe³⁺在pH=5时已完全沉淀）：下列分析正确的是（　　）

	A．	用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5mol•L-1的稀硫酸，只需3种玻璃仪器
	B．	步骤②目的是将溶液Ⅰ中的Fe2+充分转化成Fe3+，实验操作是向溶液Ⅰ中通入足量的氯气
	C．	步骤④之后的实验操作是蒸干溶剂结晶，所需仪器是蒸发皿、泥三角、三脚架
	D．	利用Cu（OH）2 替代CuO也可调节溶液pH而不影响实验结果

17．氯化铜是一种广泛用于生产颜料、用木材防腐剂的化工产品．某研究性学习小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体．

（l）固体A用稀盐酸溶解而不用水溶解的原因是抑制Cu²⁺、Fe³⁺等离子发生水解反应．
（2）加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的c、d（填序号）．
a．NaOH     b．NH₃•H₂O     c．CuO     d．Cu（OH）₂   e．CuSO₄
（3）滤液B经一系列操作可得氯化铜晶体，操作的程序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥．
（4）实验室采用如图所示装置，可使粗铜与Cl₂反应转化为固体A（部分加热仪器和夹持装置已略去）．

①该装置中仪器a的名称是圆底烧瓶，其中发生反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCI的装置，你认为是否必要？否（填“是”或“否”）．
③该装置存在一定的安全隐患，消除该安全隐患的措施是在装置C和D之间连接一个防倒吸装置．

16．高铁酸钾（K₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种高效水处理剂，处理废水时，既利用其强氧化性，又利用Fe（OH）₃胶体的凝聚作用．

（1）制备K₂FeO₄可以采用干式氧化法或湿式氧化法．
①干式氧化的初始反应是2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，该反应中每生成2mol Na₂FeO₄时转移电子10mol．
②湿式氧化法的流程如图1所示：上述流程中制备Na₂FeO₄的化学方程式是2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；结晶过程中反应的离子方程式是2K⁺+FeO₄^2-=K₂FeO₄↓．
（2）K₂FeO₄在水中不稳定，发生反应：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂，其稳定性与温度（T）和溶液pH的关系分别如图所示．
①由图2可得出的结论是K₂FeO₄的稳定性随着温度的升高而减弱．
②图3中a＜c（填“＞”、“＜”、“=”），其原因是由4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+8OH^-+3O₂↑可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时FeO₄^2-浓度越小，pH越小．