某研究小组将一批废弃的线路板经浓硝酸和稀硫酸处理后得到一混合溶液,其中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金属离子,并设计了以下两种流程以分别制取CuSO₄·5H₂O晶体和AlCl₃
溶液:

已知:相关金属离子开始沉淀至完全沉淀时的pH范围为:

工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO₃)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为＋3价。

已知：TiOSO₄遇水会水解。
(1)步骤②中，用铁粉将Fe^3＋转化为Fe^2＋的离子方程式为_______________________
(2)步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。
a．熔、沸点差异　     b．溶解性差异　   c．氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中，均需要进行的操作是________(填操作名称)。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO^2＋转化为H₂TiO₃的原理：
____________________________________________________________。
(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO₂)反应可生产硫酸锰(MnSO₄，易溶于水)，该反应的离子方程式为__________________________________
(6)研究发现，用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂－CaO作电解质，利用如图所示装置可获得金属钙，并可以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
写出阳极的电极反应式：_________________________

在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。

上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备高档颜料铁红(Fe₂O₃)，具体生产流程如下：

试回答下列问题：
(1)滤液X中含有的金属阳离子是______________(填离子符号)。
(2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。

化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，流程如     下：
 
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a．品红溶液  b．紫色石蕊溶液   c．酸性KMnO₄溶液  d．溴水
(2)过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的离子方程式为______________________
(3)过程③中，需加入的物质是____________；反应的化学方程式为_____________________
用溶液Y制绿矾时，可取少量Y溶液于试管中，向试管内加入少量的________________溶液，观察溶液是否变为________色，以验证其中是否含有Fe^3＋。
(4)在实验室里，完成过程④中的____________(填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等，还需要的玻璃仪器有___________________________。
(5)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是____________________________________________________。
(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：①用分析天平称取2.700 g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO₄]_n，则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):

(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO₂,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式)                                    。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO₃溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是                                                。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是       。
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)                 。
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H₂O₂,溶液呈现蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I^-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是                                                          。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)                                                              。

某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A1₂ O₃,还含有SiO₂及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:

(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有           ;洗涤沉淀的操作是                                                                        。
(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式:                                                                                                                               ,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(Al)∶n(H₂SO₄)∶n(NaOH) =       。
(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由                                                       。

电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl₃溶液,设计了下列实验步骤:

写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:                  。
该反应在上图步骤   中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。

氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl₃易升华。工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如图所示:

（1）加入吸收塔的吸收剂X应是   （填字母编号）。
a.NaOH溶液      b.饱和食盐水        c.FeCl₂溶液      d.淀粉KI溶液
（2）取0.5 mL饱和FeCl₃溶液滴入50 mL沸水中,得红褐色氢氧化铁胶体,则发生反应的离子方程式为                  。
（3）实验室中从FeCl₃溶液制得FeCl₃·6H₂O晶体的过程中,需先加入   且保持过量,然后进行的操作依次为   、冷却结晶、过滤。
（4）将H₂S气体通入FeCl₃溶液中会出现浑浊,则其反应的离子方程式为          。
（5）铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示（电极材料为石墨）,工作原理为:Fe³⁺+Cr²⁺Fe²⁺+Cr³⁺
则电池放电时,Cl^-将移向   极（填“正”或“负”）;充电时,阴极的电极反应式为                  。

铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:
（1）工业上采用电解氧化铝-冰晶石(Na₃AlF₆)熔融体的方法冶炼得到金属铝:
2Al₂O₃ 4Al+3O₂↑加入冰晶石的作用:_______________________________。
（2）上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为　　　          　,下列可作阴极材料的是________________。
A.铝材　         　B.石墨　         　C.铅板　　           D.纯铝

（3）阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为__________________________________。
（4）在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是____________              。
（5）下列说法正确的是　　　　。
A. 阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
B. 铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
C. 铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
D. 铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色

某地有丰富的铝土矿和石灰石资源，拟用铝土矿（主要成分是Al₂O₃,还有少量的Fe₂O₃、SiO₂）为原料冶炼铝，工艺流程如下图所示：

（1）原料A的名称是             ，可循环使用的物质的化学式式为             。
（2）如果省去步骤①，即溶解铝土矿从直接加入B溶液开始，则最终会对氧化铝的生产产生的影响是       。
（3）写步骤③的离子方程式             。
（4）步骤⑤是在铝电解槽中进行，电解槽的两极材料均用石墨，写出阴极的电极反应方程式             。
（5）工业常用阳极氧化法使铝的表面生成致密的氧化膜。如右图是铝阳极氧化实验装置图：a端是电源的        极。铝片表面形成氧化铝的原理是（用电极方程式表示）        ，        （填“能”或“不能”）用较浓NaCl溶液代替20%H₂SO₄作电解液进行铝的阳极氧化，若不能，请说明理由        。