11．“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS2）氧化为Fe2（SO4）3，并使溶液酸性明显增强；利用Fe2（SO4）3作氧化剂溶解辉铜矿石（主要成分Cu2S），然后加入铁屑进一步得到铜，其流程如图：

（1）黄铁矿氧化过程的化学反应方程式为4FeS2+15O2+2H2O $\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Fe2（S04）3+2H2S04 ．
（2）完成溶解辉铜矿石（Cu2S）和进一步得到铜的离子反应方程式：
①Cu2S+10Fe3++4H2O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Cu2++10Fe2++8H+（　　）+1SO42-
②Fe+Cu2+=Cu+Fe2+．
（3）该工艺炼铜的副产品SO2用过量氨水吸收，反应的化学方程式为SO2+2NH3•H2O=（NH4）2SO3+H2O．
（4）①该工艺制得的粗铜还需进一步提纯，利用电解法可制成纯度高达99%以上的精铜，请写出该方法阴极反应式Cu2++2e-=Cu．
②请评价细菌冶金的优点可以降低能源消耗，利于减少污染，对贫矿和尾矿的开采更有价值．（说一点即可）
10．高岭土化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分．已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸．聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2（OH）nCl6-n]．用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程如下：
根据流程图回答下列问题：

（1）“煅烧”的目的是除去杂质和水分．
（2）实验室用36.5%的浓盐酸（密度约为1.2g/cm3）配制4.00mol/L 950mL的盐酸，需要用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、酸式滴定管、1000mL溶量瓶、胶头滴管等．
（3）“溶解”过程反应的离子方程式有Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
（4）加适量铝粉的主要作用是除去溶液中的铁元素．
（5）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，可采用的加热方法是水浴．
9．过氧化氢有广泛的用途．有“绿色氧化剂”美称．
I．工业上用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢，其流程如下：

（1）根据上述反应原理，写出电解硫酸氢铵溶液时阳极的电极反应方程式2SO42--2e-=S2O82-．
（2）在以上流程图中，采用减压蒸馏的原因是双氧水不稳定，受热容易分解，减小压强，使液体的沸点降低．
II．（1）保存过氧化氢试剂瓶上最适合贴上的标签是B．（填序号）

（2）H2O2可用于消除采矿业胶液中的氰化物，如KCN；KCN+H2O2+H2O=A+NH3↑，生成物A的化学式是KHCO3．
（3）某同学做实验时，误把H2O2溶液当作酸与Fe2O3粉末混合，发现有大量气泡产生．
[提出问题]MnO2可作为H2O2分解的催化剂，Fe2O3是否也能作为H2O2分解的催化剂？
[猜想]Fe2O3能作为H2O2分解的催化剂．
[设计实验验证]
实验一：取一定量的H2O2溶液于试管中，观察到有极少量气泡产生，说明H2O2在常温下能缓慢分解．
实验二：在实验一的试管中加入wgFe2O3粉末，有大量气泡产生，伸入带火星的木条，木条复燃，说明氧化铁能加快氧气的产生速率．
实验三：待反应结束后，将试管中的不溶物滤出，洗涤、干燥，称量，固体质量仍为wg，说明氧化铁在反应前后质量没有变化．
[结论]Fe2O3粉末可作为H2O2分解的催化剂．
[反思与评价]①有同学认为，还需要再做一个实验，以验证反应后氧化铁的化学性质没有改变，才能证明上述结论正确．
②某同学做了以下对照试验，测定用足量H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间，得到下表数据．通过分析数据，可得出结论相同条件下，二氧化锰的催化效果比氧化铁好，其它条件相同时，双氧水的浓度越大，产生氧气的速率越快．
浓度
时间（min）
催化剂
30% H2O2溶液
15% H2O2溶液
5% H2O2溶液
加入WgMnO20.20.82.0
加入MgFe2O37.09.016.0
8．实验室可用氯气与金属铁反应制备纯净的无水三氯化铁，该化合物易潮解，100℃左右时升华．下图是所做实验的气体流向示意图．

试回答：（1）A中发生反应的离子方程式为：4H++2Cl-+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+2H2O+Mn2+；
（2）实验过程中，使用分流漏斗滴加浓盐酸的操作是打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加浓盐酸；
（3）C中的反应开始前，需排除装置中的空气，判断C中反应可以开始的依据是：
黄绿色气体充满装置C时，再开始加热C．
（4）B为净化氯气的组合装置，请在下列方框中画出B中的实验装置图并标明试剂名称．

（5）装置D的作用是：收集固体FeCl3，检验其中物质的方法是取少量产物溶于适量蒸馏水中，滴加KSCN溶液，显红色．
（6）装置E中盛放的试剂是：浓H2SO4，其作用是防止F装置中的水气进入D中；
（7）装置F中盛放的试剂是：NaOH溶液，其作用是吸收多余Cl2，防止污染空气．
7．交警常用“司机饮酒检测仪”检查司机是否酒后驾车，其原理是硫酸酸化的重铬酸盐（Cr2O72-橙红色）和乙醇反应生成铬盐（Cr3+绿色），和乙酸等．重铬酸钠（Na2Cr2O7）在工业中有很广泛的应用，常用来制备金属铬．方法如下：
将铬铁矿[主要成分为Fe（CrO2）2]与纯碱、氧气高温焙烧，除杂、酸化，得到重铬酸钠，碳和重铬酸钠高温生成Cr2O3、Na2CO3和CO，Cr2O3再经铝热法还原，即可制得金属铬．
请回答：
（1）硫酸酸化的K2Cr2O7和乙醇反应的化学方程式是2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O．
（2）写出碳和重铬酸钠高温反应的化学方程式Na2Cr2O7）+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cr2O3+Na2CO3+CO↑；Cr2O3经铝热法还原制得金属铬的化学方程式是Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr+Al2O3 ．
（3）硫酸酸化的Na2Cr2O7和FeSO4反应，生成Cr3+等，该反应的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
（4）某Na2Cr2O7样品2.00g恰好和4.56g FeSO4完全反应．该样品的纯度为65.5%．
6．钛（Ti）被称为继铁，铝之后的第三金属，其合金广泛用于航天工业，称为21世纪钢铁．我国钛铁矿储量居世界首位，现以含杂质的钛铁矿（主要成份为FeTiO3）制取Ti的流程如下：

回答下列问题：
（1）Ti的原子序数为22，它位于元素周期表中第四周期ⅣB族．
（2）上述制备Ti的过程中，可以利用的副产物是FeSO4•7H2O；考虑成本和废物综合利用因素，废液中可加入石灰（或碳酸钙、废碱）处理．
（3）已知①C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1 
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）；△H=-566kJ•mol-1 
③TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+O2（g）；△H=+141kJ•mol-1
则TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）的△H=-80kJ•mol-1．
（4）反应④在Ar气氛中进行的理由是防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用．
（5）实验室取该矿石19.00克，通过上述流程，最终得到5.00g含镁4%的钛镁合金．假设实验室或工业生产中钛铁矿中杂质是不与浓H2SO4反应的固体，生产过程中钛的损失忽略不计，反应①过程中无气体产生，则工业使用该钛铁矿制得含镁4%的合金25.0吨，理论上最多可获得副产品FeSO4•7H2O是139吨．
5．工业上制取CuCl2的生产流程如下：

请结合下表数据，回答问题：
物    质Fe（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）3
溶度积/25℃8.0×10-162.2×10-204.0×10-38
完全沉淀时的pH范围≥9.6≥6.43～4
（1）写出下列离子方程式：A→B2H++ClO-+2 Fe2+=2 Fe3++Cl-+H2O； B→C+DCuO+2H+=Cu2++H2O．
（2）溶液A中加入NaClO的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，使后一步沉淀Fe（OH）3更彻底．
（3）在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液的PH为3～4，使Fe3+完全转变为氢氧化铁沉淀而分离Fe3+．
（4）操作①应控制的pH范围是：大于或等于6.4；操作②的目的是洗涤氢氧化铜表面的可溶性杂质．
（5）抽Cu（OH）2加入盐酸使Cu（OH）2转变为CuCl2．采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是抑制Cu2+的水解，防止CuCl2晶体中含有Cu（OH）2杂质．
4．重铬酸钾（K2Cr2O7）是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO•Cr2O3）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：
6FeO•Cr2O3+24NaOH+7KClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O

请根据以上工艺流程回答下列问题：
（1）在操作①中，高温反应炉内有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质Si02、Al203与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与纯碱反应的化学方程式Al2O3+Na2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaAlO2+CO2↑．
（2）操作②的目的是降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时能使它们完全水解生成H2SiO3、Al（OH）3沉淀而除去o
（3）操作③中，酸化时加入硫酸可将Na2CrO4溶液转化成重铬酸钠（Na2Cr2O7）溶液，该反应的离子方程式为2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O．欲分离反应后溶液中的Na2SO4和Na2Cr2O7，可釆用的方法是结晶（填实验操作名称）．
（4）称取该工艺所得重铬酸钾样品2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL置于捵量瓶中，加入10mL2mol/LH2SO4和足量KI溶液（铬的还原产物为Cr3+），放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O${\;}_{3}^{2-}$═2I-+S4O${\;}_{6}^{2-}$）．
①判断达到滴定终点的依据是：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化；
②实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL，则该样品中重铬酸钾的纯度为94.08%（设整个过程中其它杂质不参与反应，保留两位小数）
3．新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用．Li2MSiO4（M=Mn、Fe、Co等）是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料，在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用．下面列出了两种制备Li2FeSiO4的方法：
固相法：2Li2SiO3+FeSO4$\frac{\underline{\;惰性气体\;}}{高温}$Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2
溶胶-凝胶法：如图1

（1）固相法中制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是防止二价铁被氧化；根据已有信息，以下判断正确的是③．
①该反应是氧化还原反应                 ②该反应一定是吸热反应
③Li2SiO3 和Li2FeSiO4属于硅酸盐
（2）溶胶-凝胶法中，检验溶液中有胶体产生的方法是取少量液体，用一束强光光线照射，有丁达尔现象；实验中若制得1mol Li2FeSiO4，整个反应过程中转移电子的物质的量为1mol．
（3）以Li2FeSiO4、嵌有Li的石墨为电极，含Li+的导电固体为电解质的锂离子电池，充、放电的总反应式可表示为Li2FeSiO4$?_{放电}^{充电}$Li+LiFeSiO4，该电池放电时，负极是Li，正极反应为LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4 ．
（4）三种Li2MSiO4的性能对比如图2所示．实际应用时，常用来源丰富的铁元素生产的Li2FeSiO4作电极材料，使用该电极材料的另一个优点是Li2FeSiO4 充电时脱去Li+所需电压低．
2．硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物，主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等．下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）3-n/2]m的流程图：
（1）实验室实现“操作I”所用的玻璃仪器有漏斗，玻璃棒和烧杯等．“操作Ⅲ”系列操作名称依次为蒸发浓缩、降温结晶、过滤和洗涤．
（2）“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式为Fe3O4+4H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O．
（3）硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是增大烧渣固体与硫酸的接触的表面积，加快烧渣的溶解速率．
（4）实验室检验“反应I”已经完全的试剂是KSCN溶液，现象是溶液不呈血红色．
（5）加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+，写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
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