题目内容
（16分）净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。现用的铝土矿（其主要成分是Al2O3，含有少量杂质Fe2O3和SiO2，其他杂质忽略不计）来制备该净水剂，其工艺流程如下：
（1）H2SO4浓度的适宜范围是45%~50%，反应的适宜温度是100℃，其目的是： ；Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是__________。
（2）操作I为：冷却静置、 、洗涤，所得到的溶液I中的金属阳离子有_______（填化学式）。
（3）溶液I中加入绿矾（FeSO4·7H2O）和双氧水的目的是： ，涉及的反应离子方程式为 _ _。
（4）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，请在答题卡中完成钢材镀铝的装置示意图，并作相应标注。
(16分)（1）提高铁和铝的浸出率（2分，合理给分），Al2O3 + 3H2SO4 ＝Al2(SO4)3 + 3H2O（3分） 。
（2）过滤（2分）；Al3+、Fe3+（2分）
（3）增大n(Fe3+)（2分），H2O2 + 2Fe2+ +2H+ ＝2H2O + 2Fe3+（3分）
（4）如右图所示（2分，电极标注正确1分，电源标注正确1分 ）
【解析】
试题分析：（1）适当提高硫酸的浓度和温度，可以加快反应速率，提高铁和铝的浸出率；Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是Al2O3 + 3H2SO4 ＝Al2(SO4)3 + 3H2O；
（2）冷却静置后有固体析出，所以下一步操作是过滤；氧化铁、氧化铝均与硫酸反应，所以所得到的溶液I中的金属阳离子有Al3+、Fe3+；
（3）双氧水具有氧化性，亚铁离子具有还原性，二者反应生成铁离子，可以提高溶液中铁离子的物质的量，有利于制备硫酸铁，反应的离子方程式为H2O2 + 2Fe2+ +2H+ ＝2H2O + 2Fe3+；
（4）电镀时待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，与电源的正极相连。如果在钢材镀铝，则装置图可表示为
。
考点：考查物质制备工艺流程图分析、电解原理应用等
，下列说法正确的是
N2O4(g) ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题：
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：
（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是 ， 写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式： ；
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_________；（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
（3）滤渣A的主要成分为 ，滤液B可以回收的物质有Na2SO4、MgSO4和___________；
（4）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 （用最简分数表达式表示）。