题目内容
【题目】某火电厂收捕到的粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小组对其进行综合处理的流程如下：
已知：①常温下，Ksp[Al(OH)3] ≈ 8.0×10-35；②滤液1中仍有Fe2+剩余③Fe3+完全沉淀时pH为3.7；Al3+完全沉淀时pH为5.0；Fe2+完全沉淀时pH为9.7；
（1）为了提高粉煤灰浸出速率，在“酸浸”时可采取的措施有_________（任写两种）。
（2）怎样判断TiO2xH2O沉淀已经洗涤干净________________________________。
（3）加入双氧水的目的是_____________________________________。滤渣2中的成分分别为Al(OH)3和_______________，Al(OH)3沉淀完全时(溶液中离子浓度小于10-5mol/L)，溶液中的c(OH-)为________。
（4）将MgCl26H2O制成无水MgCl2时应注意__________________________________。
（5）某同学以石墨为两个电极，电解MgCl2溶液以制取金属镁。你认为他能否获得成功？_______。用化学方程式解释原因___________________________________。
【答案】适当升高温度，适当增大硫酸的浓度，搅拌等,取最后一次洗涤液，加入稀盐酸，无明显现象 再加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，则可判断已经洗涤干净。（也可以检验Mg2+、Fe2+、Al3+。） 将Fe2+氧化成Fe3+，便于形成Fe(OH)3沉淀，达到除去铁元素杂质的目的 Fe(OH)3 2×10-10 在HCl气流的保护下（或者加入盐酸），小心加热 否 MgCl2 + 2H2O
MgOH)2↓+ H2↑+ Cl2↑
【解析】
从工艺流程看，粉煤灰综合利用制得FeSO4·7H2O、TiO2、MgCl2·6H2O，故核心元素有铁、钛、镁三种，SiO2、Al2O3为杂质，必须除去。以三种物质的制备为中心，分析流程中每一步发生的化学反应，理解每一步操作的目的，从而回答问题。
（1）“酸浸”时用稀硫酸与粉煤灰作用，除SiO2等不溶外，其余都溶解，滤渣1为SiO2等。提高粉煤灰浸出反应速率，应从影响反应速率的因素考虑，可以搅拌使固液充分接触、适当升高温度、适当增大硫酸的浓度等。
（2）滤液1“水解”生成TiO2xH2O沉淀，TiO2xH2O固体表面会吸附少量可溶性的MgSO4、Al2(SO4)3、少量FeSO4等。判断TiO2xH2O沉淀已经洗涤干净，即通过实验证明固体表面已经无SO42－，方法是：取最后一次洗涤滤出的液体少量，滴加稀盐酸酸化，无明显现象，再滴加氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，则已经洗涤干净。
（3）滤液2中有MgSO4、Al2(SO4)3、少量FeSO4等，加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成Fe(OH)3沉淀，达到除杂目的。再调节pH为5.0使Fe3+、Al3+完全沉淀，故滤渣2为Al(OH)3和Fe(OH)3。据Al(OH)3(s)
Al3++3OH－，Ksp[Al(OH)3] ＝c(Al3+)·c3(OH－)，代入数据得c(OH－)＝
＝2×10-10mol·L-1。
（4）直接加热MgCl26H2O会完全水解：MgCl26H2O
Mg(OH)2+2HCl↑+4H2O。在HCl气流中加热脱水可抑制水解，制得无水MgCl2。
（5）以石墨为电极电解MgCl2溶液，阳极反应2Cl-－2e-=Cl2↑，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH－，总反应化学方程式MgCl2 + 2H2O
MgOH)2↓+ H2↑+ Cl2↑，故电解MgCl2溶液不能制得金属镁。工业上常电解熔融氯化镁制取金属镁。
【题目】某工业废水中仅含表中的离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。
阳离子 | K+ Cu2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ |
阴离子 | Cl－ CO32- NO3－ SO42－ SiO32－ |
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
I.用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。
Ⅱ.取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
(1)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是____________________。
(2)将Ⅲ中红棕色气体（标况下）收集一满试管然后倒扣入水中（假设溶质不扩散），所得溶液的物质的量浓度为___________mol/L（精确到千分位）。
(3)甲同学最终确定原溶液中所含离子是__________________。
(4)另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为_____________g。
【题目】第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物，单质铁、砷及它们的化合物广泛应用于超导体材料等领域，请回答下列问题：
（1）Fe2+的核外电子排布式为_________________。
（2）NH3是一种很好的配体，NH3的沸点______(填“>”“=”或“<”)AsH3。
（3）N原子核外有______种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为_____。
（4）科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如图，图中虚线表示的作用力为________。
（5）As的卤化物的熔点如下：
AsCl3 | AsBr3 | AsI3 | |
熔点/K | 256.8 | 304 | 413 |
表中卤化物熔点差异的原因是________________。
（6）向FeCl3溶液中滴入EDTA试剂可得配合物A,其结构如图所示，图中M代表Fe3+，则Fe3+与氮原子之间形成的化学键是_______，Fe3+的配位数为______。
