高考二轮复习知识点：物质的分离与提纯6

试卷更新日期：2023-08-01 类型：二轮复习

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一、选择题

1. BiOCl是一种具有珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：

下列说法错误的是（）

A、酸浸工序中分次加入稀HNO₃可降低反应剧烈程度 B、转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO₃ C、水解工序中加入少量CH₃COONa(s)可提高Bi³⁺水解程度 D、水解工序中加入少量NH₄NO₃(s)有利于BiOCl的生成

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2. 从含砷(As)的有毒工业废水中提取粗As₂O₃ ，流程如下：

已知：As与P同为VA族元素；Ca₃(AsO₃)₂微溶于水，Ca₃(AsO₄)₂难溶于水。

下列说法错误的是（）

A、试剂①的作用是将 ${AsO}_{3}^{3-}$ 氧化为 ${AsO}_{4}^{3-}$ B、滤液①主要成分为NaOH溶液 C、滤液②主要成分可以循环利用 D、“还原”的离子方程式：2H⁺+2 ${AsO}_{4}^{3-}$ +2SO₂=2 ${SO}_{4}^{2-}$ +As₂O₃↓+H₂O

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3. 过氧化钙是一种用途广泛的优良供氧剂，可用于鱼类养殖、农作物栽培等方面。实验室模仿工业上生产过氧化钙的实验流程如下。已知：“沉淀”时需控制温度为0℃左右。

下列说法错误的是（）

A、“溶解”CaCl₂固体时，可通过搅拌加速溶解 B、“沉淀”时最有效的控温方式为冰水浴 C、“过滤”时玻璃棒应紧靠滤纸一层处 D、“乙醇洗”的目的是使产品快速干燥

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4. 从干海带中提取 $I_{2}$ 的流程如图，在实验室利用该流程提取 $I_{2}$ 中不涉及的操作是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 硫铁矿烧渣是生产硫酸的固体废弃物，用其制备高效絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝，既能消除烧渣的危害，又能实现资源化。下列有关说法错误的是（）

A、离心沉降与过滤都能使实现固液分离 B、使用次氯酸钠氧化含铁溶液时发生：ClO^-+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O C、水浴加热时应将温度计插入水浴锅液面下 D、聚合氯化硫酸铁铝可用于生活废水的杀菌消毒处理

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6. 下列说法错误的是（）

A、工业上从海带中提取碘时，可使用离子交换法处理含碘离子的溶液以提高碘的提取率 B、钠和钾的合金在常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂 C、铁置换硫酸铜溶液中的铜，电解硫酸锌溶液制备锌均属于湿法冶金 D、 ${NO}_{2}$ 与空气中的一些碳氢化合物发生作用后产生的有毒烟雾被称为光化学烟雾

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7. 下列说法正确的是（）

A、 ${Cl}_{2}$ 与HCl的混合气体通过饱和食盐水，可得纯 ${Cl}_{2}$ B、制取摩尔盐，抽滤结束后再用少量稀硫酸洗涤固体 C、中和热测定实验，简易量热器内的小烧杯必须干燥 D、银氨溶液需用带橡胶塞的试剂瓶存放并置于阴凉处

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8. 为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

下列说法错误的是（）

A、步骤③实验用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗和玻璃棒 B、步骤④反应的离子方程式：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^- C、步骤⑤的操作是萃取，可以用无水酒精作为萃取剂 D、步骤⑥的操作名称是蒸馏

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9. 高氯酸钾是一种强氧化剂，易溶于水.以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图：

下列说法错误的是（）

A、“电解”生成气体的主要成分为H₂ B、“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1 C、本实验条件下，KClO₄在水中的溶解度比NaClO₄小 D、母液经分离、提纯可制得食盐

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10. 氧化铍(BeO)在航天航空等领域有着广泛的应用。一种以预处理后的硅铍矿(主要含BeO、Fe₂O₃、SiO₂和FeO等)为原料提取BeO的流程如下图所示：

已知：Be(OH)₂具有两性，在强碱性溶液中可转化为BeO $_{2}^{2-}$

下列说法错误的是（）

A、“酸浸”步骤所得“滤渣①”的主要成分为SiO₂ B、“滤液②”经处理后可获得副产品Na₂SO₄▪10H₂O C、“碱溶”时，主要反应为Be(OH)₂+2OH^-=BeO $_{2}^{2-}$ +2H₂O D、“水解”时，适当增大溶液pH有利于提高BeO的提取率

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二、多选题

11. 1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应，经过回流、蒸馏、萃取分液制得1-溴丁烷粗产品，装置如图所示：

已知： ${CH}_{3} {{(CH}_{2})}_{3} {OH+NaBr+H}_{2} {SO}_{4} \overset{Δ}{\to} {CH}_{3} {{(CH}_{2})}_{3} {Br+NaHSO}_{4} {+H}_{2} O$

下列说法正确的是（）

A、装置I中回流的目的是为了减少物质的挥发，提高产率 B、装置Ⅱ中a为进水口，b为出水口 C、用装置Ⅲ萃取分液时，将分层的液体依次从下放出 D、经装置Ⅲ得到的粗产品干燥后，使用装置Ⅱ再次蒸馏，可得到更纯的产品

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三、非选择题

12. 绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na⁺内循环。工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)、高温连续氧化工序中被氧化的元素是(填元素符号)。

(2)、工序①的名称为。

(3)、滤渣的主要成分是 (填化学式)。

(4)、工序③中发生反应的离子方程式为。

(5)、物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为，可代替NaOH的化学试剂还有(填化学式)。

(6)、热解工序产生的混合气体最适宜返回工序(填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环。

(7)、工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为。(通常认为溶液中离子浓度小于10^-5mol•L^-1为沉淀完全；Al(OH)₃+OH^- $\overset{}{⇌}$ Al(OH) $_{4}^{-}$ ：K=10^0.63 ， K_w=10^-14 ， K_sp[Al(OH)₃]=10^-33)

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13. 化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO₃ ，进一步处理得到产品Na₂CO₃和NH₄Cl，实验流程如图：

回答下列问题：

(1)、从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO₃ ，正确的连接顺序是(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或。
A． B． C． D． E.

(2)、B中使用雾化装置的优点是。

(3)、生成NaHCO₃的总反应的化学方程式为。

(4)、反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO₃和滤液：
①对固体NaHCO₃充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na₂O₂ ， Na₂O₂增重0.14g，则固体NaHCO₃的质量为g。

②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)+NH₄Cl(aq)→NaCl(aq)+NH₄Cl(s)过程。为使NH₄Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH₄Cl溶解度曲线，需采用的操作为、、洗涤、干燥。

(5)、无水NaHCO₃可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前，若无水NaHCO₃保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果___(填标号)。

A、偏高 B、偏低不变

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14. 磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有

T i O_{2}

、

S i O_{2}

、

A l_{2} O_{3}

、MgO、CaO以及少量的

F e_{2} O_{3}

，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：

金属离子	$F e^{3 +}$	$A l^{3 +}$	$M g^{2 +}$	$C a^{2 +}$
开始沉淀的pH	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全(c=1.0×10*mol-L')的pH	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：

(1)、“焙烧”中，

T i O_{2}

、

S i O_{2}

几乎不发生反应，

A l_{2} O_{3}

、MgO、CaO、

F e_{2} O_{3}

转化为相应的硫酸盐，写出

A l_{2} O_{3}

转化为

N H_{4} A l {(S O_{4})}_{2}

的化学方程式。

(2)、“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是。

(3)、“母液①”中

M g^{2 +}

浓度为mol·

L^{- 1}

(4)、”水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是。“酸溶渣”的成分是、。

(5)、“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，

T i O^{2 +}

水解析出

T i O_{2} \cdot x H_{2} O

沉淀，该反应的离子方程式是。

(6)、将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得，循环利用。

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15. 利用废铅蓄电池的铅泥(含PbSO₄、PbO₂和Pb)制备碱式碳酸铅[2PbCO₃·Pb(OH)₂]的工艺流程如下图所示：

已知：25℃时， $K_{sp} ({PbSO}_{4}) = 1.5 \times 10^{- 8}$ ， $K_{sp} ({PbCO}_{3}) = 7.5 \times 10^{- 14}$ ， $K_{sp} [{Pb(OH)}_{2}] = 1.2 \times 10^{- 15}$

(1)、“还原”时PbO₂转化为PbO，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(2)、“转化”时溶液中

\frac{c ({SO}_{4}^{2-})}{c ({CO}_{3}^{2-})} =

。

(3)、“酸溶”时生成气体的化学方程式有。

(4)、“调pH”获得2PbCO₃·Pb(OH)₂的相关反应：

ⅰ. $CO {({NH}_{2})}_{2} + 2 H_{2} O ⇌_{}^{> 70^{°} C} 2 {NH}_{4}^{+} + {CO}_{3}^{2 -}$

ⅱ. $3 {Pb}^{2 +} + 2 {OH}^{-} + 2 {CO}_{3}^{2 -} = 2 {PbCO}_{3} \cdot Pb {(OH)}_{2} ↓$

产物产率与反应温度、反应后溶液pH关系如下表。

反应温度/℃	反应终液pH值	2PbCO₃·Pb(OH)₂产率/%
70	4.35	0
85	4.67	47.8
95	5.90	83.4
105	5.36	86.6

①85℃时，产物中PbCO₃含量高于2PbCO₃·Pb(OH)₂是因为尿素水解速率(填“大于”或“小于”) CO $_{3}^{2 -}$ 结合Pb²⁺速率。

②85~95℃，升高温度，2PbCO₃·Pb(OH)₂产率增加的原因为。

(5)、称取9.085g粗产品，加热分解，测得产生1.100gCO₂和0.180gH₂O，则产品纯度为(假设杂质只有PbCO₃ ，计算结果保留3位有效数字)。

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16. 工厂处理电镀废水会产生电镀污泥。某镀镍污泥酸浸的滤液含Ni²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺等离子，可用如下工艺流程回收硫酸镍晶体。

已知：镍的萃取、反萃过程反应为 ${2RH+Ni}^{2+} \underset{}{⇌_{反萃}^{萃取} R_{2} {Ni+2H}^{+}}$

(1)、检验酸浸滤液中含Fe²⁺的试剂为。

(2)、“电解”过程，阴极的电极反应式为。

(3)、滤渣②主要成分为AlPO₄、FePO₄、CrPO₄不同电解电压、电解时间下Fe²⁺、Cr⁴⁺离子的检测结果如下表所示，电解酸浸滤液的最佳电压和时间分别是。

电解电压(V)	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
Fe²⁺	有	有	有	无	无
Cr⁴⁺	无	无	无	无	有
电解时间(h)	2.6	3.1	3.6	4.1	4.6
Fe²⁺	有	无	无	无	无
Cr⁴⁺	无	无	有	有	有

(4)、“沉淀”后，溶液中c(

{PO}_{4}^{3-}

)=4.0×10^-9mol·L^-1 ，则c(Al³⁺)=。(已知：K_sp(AlPO₄)=9.84×10^-21)

(5)、“反萃”中，加入的X是。

(6)、为测定硫酸镍晶体(NiSO₄·nH₂O)组成，进行如下实验：取5.260g样品，配成250mL溶液，量取25.00mL溶液，用0.100mol·L^-1的EDTA(Na₂H₂Y)标准液滴定(反应为Ni²⁺＋H₂Y^2-=NiY^2-＋2H⁺)。重复滴定3次，平均消耗EDTA标准液20.00mL，则硫酸镍的化学式为。

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17. 某化工厂用水钴矿(主要成分为Co₂O₃ ，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等)制取CoCl₂的工艺流程如下：

已知：①氧化性：Co³⁺＞Cl₂＞H₂O₂＞Fe³⁺。

②“酸浸”后溶液中含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等。

③常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表(当离子浓度不大于10^-5 mol/L 时，认为该离子沉淀完全)：

沉淀物

Fe(OH)₃

Fe(OH)₂

Co(OH)₂

Al(OH)₃

Mn(OH)₂

完全沉淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

回答下列问题：

(1)、“酸浸”过程中加入Na₂SO₃的主要作用是；写出Co₂O₃与盐酸反应的离子方程式：。

(2)、为了提高Fe²⁺的转化速率，可以适当升高温度，但不能过高，其原因是。

(3)、①加NaOH是为了除铁和铝，则常温时a的最小值是；当c(Fe³⁺)＜10^-5.9 mol·L^-1时，溶液中c(OH^-)＞mol·L^-1。
②“滤液”中加入萃取剂的作用是。

(4)、为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤，洗涤，将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100%，其原因可能是(答一条即可)。

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18. 某活动小组的同学对甲烷还原氧化铜进行了探究，回答下列问题：

查阅资料得：实验室制取甲烷常用的方法为无水醋酸钠(CH₃COONa)与氢氧化钠在二氧化锰作催化剂的条件下共热，产物中有少量的副产物丙酮(CH₃COCH₃)，丙酮可与水混溶。

(1)、组装好仪器后，首先进行的操作是，实验中先点燃(填“A”或“D”)处酒精灯，目的是，此时K₁、K₂的状态为(填标号)。

A． K₁关闭、K₂关闭

B． K₁关闭、K₂打开

C．K₁打开、K₂打开

D．K₁打开、K₂关闭

(2)、装置A中主要发生反应的化学方程式为，试管内壁加一层铝箔不仅能使药品受热均匀，还能。

(3)、装置B中盛装的试剂为。

(4)、实验过程中记录的实验数据如下：

装置	D	E	F	G
实验前装置总质量/g	180.0	277.8	311.5	301.0 。
实验后装置总质量/g	177.2	279.6	312.6	301.0

若装置D中的氧化铜全部被还原成铜，则气球中收集到的由D中反应产生的气体在标准状况下的体积为L，此条件下，装置D中发生反应的化学方程式为。

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19. 华为公司近年开发出石墨烯高能钴酸锂电池，该电池正极铝钴膜主要成分钴酸锂 $({LiCoO}_{2})$ ，还含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室对废旧钴酸锂电池回收利用的流程如图：

已知：①还原性： ${Cl}^{-} > {Co}^{2 +}$

② ${Fe}^{3 +}$ 和 $C_{2} O_{4}^{2 -}$ 结合生成较稳定的 ${[Fe {(C_{2} O_{4})}_{3}]}^{3 -}$ ，强酸性条件下分解生成 ${Fe}^{3 +}$

回答下列问题：

(1)、“碱浸泡”时，为提高碱浸泡效率，可采取的措施有(写一条)。

(2)、从含铝废液得到固体 $E$ 的离子方程式为。

(3)、滤液 $A$ 与滤液 $B$ 中均含有的主要溶质为(填化学式)。 ${LiCoO}_{2}$ 和盐酸反应的化学方程式为。

(4)、已知 $K_{sp} ({CoCO}_{3}) =1 .4 \times 10^{-13}$ ， $K_{sp} ({CoC}_{2} O_{4}) =6 .3 \times 10^{-8}$ ，则反应 ${CoCO}_{3} {+C}_{2} O_{4}^{2-} ⇌$ ${CoC}_{2} O_{4} {+CO}_{3}^{2-}$ 的平衡常数为。

(5)、将滤液 $C$ 加入过量盐酸后，再经过、过滤、洗涤、干燥得到 ${FeCl}_{3} \cdot 6 H_{2} O$ 晶体。

(6)、为测定产品中草酸钴晶体 $({CoC}_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O)$ 的纯度，先称取 $1.0 g$ 样品，将其中草酸钴晶体转化成草酸铵 $[{({NH}_{4})}_{2} C_{2} O_{4}]$ 溶液并用稀硫酸酸化，再用 $0.1000 mol \cdot L^{- 1} {KMnO}_{4}$ 溶液滴定，达到滴定终点时，共用去 ${KMnO}_{4}$ 溶液 $20.00 mL$ 。滴定时 ${KMnO}_{4}$ 溶液应盛放在滴定管，草酸钴晶体的纯度为。

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20. 二氯异氰尿酸钠(简称DCCNa)是一种高效、安全的消毒剂，常温下性质稳定，受热易分解，难溶于冰水。实验室通过以下原理和装置(夹持仪器已略去)可以制取DCCNa。

+2NaClO(浓) $\overset{}{\to}$ +2NaOH+H₂O

实验步骤如下：

(1)、Ⅰ．制备高浓度NaClO溶液
从进料口加入10mL 30% NaOH溶液，在10℃左右水浴，搅拌条件下通入Cl₂至溶液pH约为8；再加入10mL 40% NaOH溶液，继续通入Cl₂至溶液pH约为8。

用烧碱固体配制40%的NaOH溶液，下列仪器中不需要的是(写名称)。

(2)、“步骤I”测定溶液pH的方法是。

(3)、水浴降温可以减少NaClO₃副产物的生成，该副反应的离子方程式为。

(4)、通过改进实验装置，可以提高B中NaOH的利用率，可行的方法是(写一种)。

(5)、Ⅱ．制备二氯异氰尿酸钠
待步骤Ⅰ结束后，从进料口加入氰尿酸，在搅拌状态下继续通入Cl₂ ，在10℃左右下反应30min，此时三颈瓶内有DCCNa白色晶体析出，停止反应。

为了使晶体充分析出并分离，需要的操作为、洗涤、干燥。

(6)、继续通入Cl₂的目的是。

(7)、Ⅲ．二氯异氰尿酸钠有效氯含量测定
称取0.1000g样品，用100mL蒸馏水于碘量瓶中溶解后，依次加入20mL 0.3mol·L^-1醋酸溶液和过量的KI溶液。用0.1000 mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na₂S₂O₃溶液16.00mL。

(已知： $+ {CH}_{3} {COOH+2H}_{2} O \overset{}{\to}$ $+ {2HClO+CH}_{3} COONa$ ， $I_{2} {+2Na}_{2} S_{2} O_{3} {=Na}_{2} S_{4} O_{6} +2NaI$ )

滴定终点的现象为。

(8)、样品有效氯=。( $样品有效氯= \frac{测定中转化为HClO的氯元素质量 \times 2}{样品的质量} \times 100 \frac{0}{0}$ )

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21. 五氧化二钒(V₂O₅)在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料(含有V₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、CuO、有机物等)来制备V₂O₅的一种工艺流程如下：
已知：含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：

溶液pH

＜4.0

6.0—8.0

8.0—10.0

钒元素主要存在形式

${VO}_{2}^{+}$

${VO}_{3}^{-}$

$V_{2} O_{7}^{4 -}$

请回答下列问题：

(1)、含钒废料中的有机物主要在工序中除去。

(2)、“焙烧”产物之一是Mg(VO₃)₂ ，写出它在“酸浸”(溶液pH＜2)过程中发生反应的化学方程式。

(3)、常温时，若“调pH净化I”工序中最终溶液pH=7，通过计算判断，此时Cu²⁺是否已经沉淀完全(已知离子浓度<1.0×10^﹣⁵mol·L^﹣¹认为沉淀完全；K_sp[Cu(OH)₂]=4.8×10^﹣³⁰)。

(4)、“净化Ⅱ”时若加入过量的(NH₄)₂CO₃ ，可能导致的后果为。

(5)、“滤渣2”中含有Mg₂(OH)₂CO₃ ，写出生成Mg₂(OH)₂CO₃的离子方程式。

(6)、“煅烧”时，除生成V₂O₅外，还生成了参与大气循环的气体，写出煅烧时的化学方程式。

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22. 海水是一种重要的自然资源，利用海水可得到一系列产品。根据下列流程回答问题：

(1)、从海水中获得淡水的主要方法有电渗析法、离子交换法和(填一种)。

(2)、“提溴”工序中发生的主要反应是(用离子反应方程式表示)，富集溴一般采用。
A．用热空气吹出

B．用CCl₄萃取

C．用SO₂将其还原吸收

D．只需经过蒸馏等物理变化

(3)、产品A的主要成分是。

(4)、“提镁”“二次提镁”工序获取氢氧化镁的操作是；从氢氧化镁进一步加工获得(填化学式)可用于电解法获取镁单质。

(5)、氯碱工业中，阴极的电极反应式为。

(6)、关于以上方案的评价，正确的是___________。

A、可以用沸石获取纯净的硝酸钾或硫酸钾 B、该方案集成多项卤水(海水)综合利用技术，产品品种多，附加值高，经济效益好 C、充分利用太阳能，而且生产过程无三废产生，符合循环经济的发展理念 D、可将浓盐水中的水全部转化为淡水，出水率高

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23. 某兴趣小组用硼镁矿(主要成分为 $2MgO \cdot B_{2} O_{3} \cdot H_{2} O$ ，含 ${CaCO}_{3} 、 {SiO}_{2} 、 {Fe}_{3} O_{4}$ 等杂质)联产 $H_{3} {BO}_{3}$ 和 ${MgSO}_{4} \cdot {7H}_{2} O$ ，流程如下：
已知： $H_{3} {BO}_{3}$ 是一种极弱的酸，可溶于水、乙醇； ${MgSO}_{4} \cdot {7H}_{2} O$ 易溶于水，微溶于乙醇；相关物质的溶解度随温度变化如图。

请回答：

(1)、步骤I，为加快浸取速率，除适当提高硫酸浓度，还可采取的措施有(任写一种)。

(2)、步骤II， $H_{2} O_{2}$ 加过量的原因除尽可能将 ${Fe}^{2+}$ 氧化完全，还可能是。

(3)、下列说法正确的是___________。

A、步骤II，试剂a可选择 $Mg(OH)Cl$ B、步骤III，煮沸的主要目的是除去没反应完的 $H_{2} O_{2}$ 及其中溶解的 $O_{2}$ C、步骤III，操作a宜采用热过滤 D、步骤IV，用玻璃棒摩擦器壁，促进晶体析出 E、步骤V，晶体置于烘箱中高温烘干

(4)、步骤VI，采用浮选工艺有效分离颗粒大小不同的 $H_{3} {BO}_{3}$ 晶体和 ${MgSO}_{4} \cdot {7H}_{2} O$ 晶体，从下列选项中选出合理的操作：。
a．减压蒸发溶剂；

b．加压蒸发溶剂；

c．用布氏漏斗抽滤；

d．用普通漏斗过滤；

e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；

f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热；

g．冷水洗涤；

h．乙醇洗涤；

i．冷却至室温。

(5)、 $H_{3} {BO}_{3}$ 纯度的测定：准确称取制得的晶体试样mg溶于水中，加入足量甘露醇，摇匀后配制成100mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，用酚酞试液作指示剂，用cmol/LNaOH标准液滴定至终点，消耗NaoH溶液VmL。
已知：i. $H_{3} {BO}_{3}$ 与NaOH溶液发生的反应为： $H_{3} {BO}_{3} {+OH}^{-} {=B(OH)}_{4}^{-}$

ii. $H_{3} {BO}_{3}$ 与甘露醇等多羟基化合物形成稳定的络合物，增大其电离度。

2 + $H_{3} {BO}_{3}$ $⇌_{}^{}$ +H⁺+3H₂O

① $H_{3} {BO}_{3}$ 不能直接用NaOH溶液滴定的原因是。

② $H_{3} {BO}_{3}$ 的纯度为(用含字母的式子表示)。

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24. 亚氯酸钠(NaClO₂)是一种高效含氯消毒剂和漂白剂，主要用于自来水、污水等水环境的杀菌消毒，也常用作纸浆、砂糖、油脂的漂白剂。图为目前生产亚氯酸钠的流程之一(夹持装置省略)，所得NaClO₂具有纯度高的优点。

已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时会析出NaClO•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂ ，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。

试回答下列问题：

(1)、仪器a的名称为。

(2)、装置A用来制取ClO₂ ，发生反应的离子方程式为。

(3)、研究测得C装置吸收液中的c(NaOH)与 $\frac{{n(H}_{2} O_{2})}{n(NaOH)}$ 对粗产品中NaClO₂含量的影响如图所示。则最佳条件为c(NaOH)=mol/L， $\frac{{n(H}_{2} O_{2})}{n(NaOH)}$ =。

(4)、C装置采用“冰水浴”的目的是。

(5)、充分反应后，为从产品溶液中获取NaClO₂晶体，从下列选项中选出合理的操作并排序：（）→（）→（）→干燥，
a．趁热过滤 b.50℃水洗涤 c．加热蒸发结晶 d．冰水洗涤 e.55℃恒温减压蒸发结晶

(6)、在化学定分析中为了方便计算，常用滴定度(T)表示标准液的滴定能力，是指每毫升标准溶液相当于样品中所含被测物质的质量。准确称取一定质量的NaClO₂(摩尔质量为Mg/mol)样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应： ${ClO}_{2}^{-} {+4I}^{-} {+4H}^{+} {=2H}_{2} {O+2I}_{2} {+Cl}^{-}$ ，得待测溶液。取一定量消耗待测溶液，以淀粉溶液作指示剂，消耗 $cmol \cdot L^{-1}$ ${Na}_{2} S_{2} O_{3}$ 标准液V mL(已知： $I_{2} {+2S}_{2} O_{3}^{2-} {=2I}^{-} {+S}_{4} O_{6}^{2-}$ )。则滴定度T=g/mL。

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25. 以菱锰矿(主要成分为MnCO₃ ，还含有Fe₃O₄、FeO、MgCO₃等杂质)为原料制备MnSO₄的工艺流程如下图：

已知：常温下，K_sp(MnS)=1×10^-11.金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

金属离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Mn²⁺	Mg²⁺
开始沉淀	1.5	6.3	7.6	9.6
完全沉淀	2.8	8.3	10.2	11.6.

(1)、酸浸时选择H₂SO₄而不是HCl的原因可能是和，沉淀池1中，加入MnO₂时发生反应的离子方程式为。

(2)、该工艺流程中废渣和沉淀1、2均需用水洗涤，并将洗涤液返回酸浸工序，目的是。

(3)、沉淀2的化学式是，不能用NaOH代替NaF，其原因是。

(4)、含MnSO₄溶液中还含有杂质(填离子符号)，利用KMnO₄溶液与Mn²^＋反应生成黑色沉淀的现象可以检验Mn²^＋，发生反应的离子方程式为。

(5)、电解MnSO₄溶液可进一步获得二氧化锰，电解后的废水中还含有Mn²^＋，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S，进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn²^＋)≤1.0×10^-5 mol·L^-1 ，则应保持溶液中c(S^2-)≥mol·L^-1^。

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26. 高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂，也是高能电池的电极材料。工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾，可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)、有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式。

(2)、实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择；pH大于4.5时铁黄产率降低的主要原因可能是。

(3)、用高铁酸钾处理水时，不仅能消毒杀菌，还能将水体中的NH₃、CN^-转化成CO₂、N₂等无毒的物质，生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN^-废水时除去CN^-的离子方程式。

(4)、已知：常温下，K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38。高铁酸钾的净水能力与废水的pH有关，当溶液pH=2时，废水中c(Fe³⁺)=mol·L^-1。

(5)、K₂FeO₄可作锌铁碱性高能电池的正极材料，电池反应原理：2K₂FeO₄+3Zn+8H₂O $⇌_{充电}^{放电}$ 2Fe(OH)₃+3Zn(OH)₂+4KOH。充电时阴极的电极反应为。

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27. 铈是稀土中丰度最高的元素，其在电子材料、催化剂等方面的应用广泛。现以氟碳铈矿(含CeFCO₃、BaO、SiO₂等)为原料制备氧化铈(CeO₂)，并测定其纯度。其工艺流程如下：

已知：①稀土离子易和SO $_{4}^{2-}$ 形成复盐沉淀：

Ce₂(SO₄)₃＋Na₂SO₄＋nH₂O= Ce₂(SO₄)₃·Na₂SO₄·nH₂O↓(复盐沉淀)；

②硫脲：一种有机物，结构简式为，酸性条件下易被氧化为(SCN₂H₃)₂；

③Ce³^＋在空气中易被氧化为Ce⁴^＋；

回答下列问题：

(1)、焙烧时，为了提高焙烧效率，可采取的措施有

(2)、CeFCO₃中Ce元素的化合价为，滤渣A的主要成分是

(3)、焙烧后加入硫酸浸出，稀土的浸出率和硫酸浓度、温度有关，如图所示，应选择的适宜的条件为，硫酸浓度过大时，浸出率减小的原因是。

(4)、加入硫脲的目的是将Ce⁴^＋还原为Ce³^＋，反应的化学方程式为。

(5)、步骤③加入盐酸后，通常还需加入H₂O₂ ，其主要目的为。

(6)、步骤④的离子方程式为。

(7)、取所得产品CeO₂8.0g，用30 mL高氯酸和20 mL磷酸混合液加热溶解，冷却至室温后，配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液用0.2000 mol·L^－¹硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]溶液滴定，已知滴定时发生的反应为Fe²^＋＋Ce⁴^＋=Fe³^＋＋Ce³^＋，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液20.50 mL，则该产品的纯度为。

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28. 新冠疫情期间使用了大量的消毒剂，其中二氧化氯（ClO₂）与亚氯酸钠（NaClO₂）都具有强氧化性。两者作漂白剂时，不伤害织物；作饮用水消毒剂时，不残留异味。某研究性学习小组利用如下装置由二氧化氯制备NaClO₂·3H₂O，并探究其性质。

I.查阅资料：

①ClO₂易与碱溶液反应生成等物质的量的两种盐，其中一种为氯酸盐。

②NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₂·3H₂O，高于38℃时析出的晶体是NaClO₂ ，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。

Ⅱ.制备与分离：

(1)、实验加药品前应进行的实验操作是。

(2)、盛放NaClO₃和Na₂SO₃固体的仪器名称是。

(3)、装置A中参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(4)、B装置的作用是。

(5)、若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO₂晶体的操作步骤如下，请完成下列操作步骤②的内容。
①减压，55℃蒸发结晶；       ②；

③用38℃～60℃热水洗涤；    ④在38℃～60℃间进行干燥，得到成品。

(6)、装置D是处理尾气，反应的化学方程式。

(7)、实验结束后，继续通入一段时间N₂的目的是。

(8)、Ⅲ.测量与计算：
利用题中原理制备出NaClO₂·3H₂O晶体的样品，可以用“间接碘量法”测定样品（杂质与I^－不发生反应）的纯度，过程如下：取样品1.4450g配制成250mL溶液，从中取出25.00mL，加入足量KI固体和适量稀H₂SO₄ ，再滴加几滴淀粉溶液，（已知：ClO $_{2}^{-}$ ＋4I^－＋4H⁺＝2H₂O＋2I₂＋Cl^－），然后用cmol·L^－¹ Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准溶液的体积平均值为vmL（已知：I₂＋2S₂O $_{3}^{2-}$ ＝S₄O $_{6}^{2-}$ ＋2I^－）。

①滴定终点的现象是。

②下列滴定操作会导致测量结果偏低的是（填字母）。

a 锥形瓶洗涤后没有干燥     b 滴定时锥形瓶中有液体溅出

c 滴定终点时俯视读数       d 滴定管滴定前有气泡，滴定后气泡消失

③样品中NaClO₂·3H₂O的纯度为％（用含c、v的代数式表示）。

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29. 工业生产中会产生稀土草酸沉淀废水，其主要成分为盐酸和草酸(H₂C₂O₄)的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。工业上处理废水的方法包括“①氧化法”和“②沉淀法”。相关工业流程如图所示：

已知：①K_a1(H₂C₂O₄)=6.0×10^-2；K_a2(H₂C₂O₄)=6.25×10^-5。

②25℃时，各物质的溶度积常数如表：

K_sp[Fe(OH)₃]

K_sp(PbSO₄)

K_sp(PbC₂O₄)

2.5×10^-39

2.0×10^-8

5.0×10^-10

回答下列问题：

(1)、过滤操作中需要用到的玻璃仪器有，上述过滤后可重复利用的物质为(填物质名称)。

(2)、“①氧化法”中Fe³⁺是反应的催化剂，反应产生了两种无毒气体，该氧化过程中的化学方程式为。

(3)、“氧化”步骤中，酸性越强，草酸去除率越高，其原因是。为了使加入的17.5mg·L^-1的Fe³⁺催化效果达到最佳，废水酸化时应将pH调整至小于(已知lg2=0.3，1g5=0.7)。

(4)、“②沉淀法”：将1.5molPbSO₄沉淀剂加到1L含有0.1mol·L^-1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO₄(s)+H₂C₂O₄(aq) $\overset{}{⇌}$ PbC₂O₄₍s)+2H⁺(aq)+SO $_{4}^{2 -}$ (aq)。请计算此反应的平衡常数K=。

(5)、干燥步骤温度过高会降低草酸产率，其原因是。

(6)、已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数为：K₁=1.54×10^-2、K₂=1.02×10^-7 ，向Na₂C₂O₄溶液中通入少量的SO₂气体，反应的离子方程式为。

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30. 某油脂厂废弃的油脂加氢所用催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及他们的氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍来制备硫酸镍晶体(NiSO₄·7H₂O)：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示，回答下列问题：

金属离子	Ni²⁺	Al³⁺	Fe³⁺	Fe²⁺
开始沉淀时的pH	6.2	3.7	2.2	7.5
沉淀完全时的pH	8.7	4.7	3.2	9.0

(1)、废弃催化剂上的油脂在过程中被处理

(2)、滤液①中含有的无机阴离子除OH^-离子外还有。

(3)、“转化”过程的离子方程式；“转化”过程宜控制较低温度的原因是。

(4)、加NaOH溶液“调pH”应控制的pH范围是。

(5)、硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式。

(6)、操作I为、、过滤、洗涤、干燥，得到产品。

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31. 氯化亚铜(CuCl)可用作有机合成的催化剂，CuCl微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl^-浓度较大的溶液(CuCl+Cl^- $⇌$ CuCl $_{2}^{-}$ )，在潮湿空气中易水解、易氧化。工业上用黄铜矿(主要成分是CuFeS₂ ，还含有少量的SiO₂)制备CuCl的工艺流程如图：

25℃时，相关物质的K_sp见表。

物质

Fe(OH)₂

Fe(OH)₃

Cu(OH)₂

CuCl

Ksp

1×10^-16.3

1×10^-38.6

1×10^-19.7

1×10^-5.9

回答下列问题：

(1)、黄铜矿预先粉碎的目的是。

(2)、调pH加入的过量x为(填化学式)，滤渣①的成分(填化学式)。

(3)、“还原”时，铜粉转化为Na[CuCl₂]的离子反应方程式为。

(4)、已知：温度、pH对CuCl产率的影响如图1、图2所示。则析出CuCl晶体的最佳条件为_______。

A、温度在60℃左右pH为2.0~2.5 B、温度在90℃左右pH为2.0~2.5 C、温度在60℃左右pH为5.0~6.0 D、温度在90℃左右pH为5.0~6.0

(5)、析出的氯化亚铜晶体要立即用无水乙醇洗涤，“醇洗”可快速除去滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为碱式氯化铜[Cu₂(OH)₃Cl]。写出氯化亚铜被氧化为碱式氯化铜的化学反应方程式。

(6)、粗产品中氯化亚铜含量的测定：
①称取样品3.0 g于锥形瓶中，再加入过量的FeCl₃溶液充分溶解，配制250 mL溶液。②从中取出25.00mL溶液，用0.1000 mol·L^-1硫酸铈[Ce(SO₄)₂]标准溶液滴定。已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂ Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺。

三次平行实验，到达滴定终点时，消耗硫酸铈标准溶液的体积分别为26.05 mL、24.05 mL、23.95 mL。则样品中CuCl的纯度为(结果保留三位有效数字)。

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32. 水合肼(N₂H₄·H₂O)是一种重要的化工原料，工业上用尿素[CO(NH₂)₂]、NaOH和NaClO溶液反应制备水合肼的实验流程如图：据此某化学兴趣小组设计了下列实验制备N₂H₄·H₂O。

查阅资料：①3NaClO $\begin{matrix} \underline{\underline{Δ}} \end{matrix}$ 2NaCl+NaClO₃；②N₂H₄·H₂O易溶于水，熔点-40℃，沸点为118℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N₂；属于二元弱碱，在空气中可吸收CO₂而产生烟雾。

(1)、[实验一]制备NaClO溶液

回答下列问题：

盛装浓盐酸仪器的名称是，加入实验药品之前必须进行的操作是。

(2)、装置II中为了提高NaClO的产率，用冰水浴控制温度在30℃以下，其主要原因是。

(3)、装置III的作用是。

(4)、[实验二]制备水合肼

装置中的直形冷凝管(填“能”或“不能”)用球形冷凝管代替。

(5)、三颈烧瓶中生成水合肼的化学反应方程式：。

(6)、滴加NaClO溶液时不能过快、过多的原因是。

(7)、有同学认为该实验收集装置有缺陷，请你写出改进措施。

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33. 二氧化钛和三氧化钨(TiO₂/WO₃)纳米异质结薄膜广泛应用于光催化、光电催化和传感器等领域。从废弃薄膜中回收钛和钨等稀缺金属既有利于资源综合利用又避免污染环境，以下是TiO₂/WO₃纳米异质结薄膜回收的工艺流程：

已知：

Ⅰ.乙胺是无色极易挥发的液体，结构简式为CH₃CH₂NH₂ ，呈碱性，与酸发生反应：CH₃CH₂NH₂+H⁺=CH₃CH₂NH $_{3}^{+}$

Ⅱ.酸性条件下，Na₂WO₄与乙胺“萃取”发生反应：2CH₃CH₂NH $_{3}^{+}$ +WO $_{4}^{2 -}$ $\overset{}{⇌}$ (CH₃CH₂NH₃)₂WO₄

Ⅲ.TiOSO₄易溶于水，属于强电解质；偏钛酸难溶于水，其化学式可表示为H₂TiO₃或TiO(OH)₂ ，室温时，K_sp[TiO(OH)₂]=1.0×10^-27。

回答下列问题：

(1)、TiOSO₄中Ti的化合价是。

(2)、“萃取”前，需要将“滤液Ⅰ”的pH调整到3.5左右，目的是。

(3)、写出“反萃取”步骤中生成(NH₄)₂WO₄的化学方程式：， “过滤Ⅱ”所得滤液中，溶质的主要成分是(填物质名称)。

(4)、将“酸煮”所得TiOSO₄溶液稀释到0.001mol·L^-1 ，冷却至室温时恰好产生沉淀，此时溶液的pH为。

(5)、写出水解生成沉淀的离子方程式：，检验“过滤Ⅲ”所得H₂TiO₃是否洗涤干净的方法是。

(6)、最新研究发现，可以用如图所示装置由TiO₂获得金属钛，电解质为熔融CaO。阳极的电极总反应式为：，在制备金属钛前后，装置中CaO的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。

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34. 氧化钴 $(CoO)$ 可制备反铁磁材料、催化剂、电极材料等.由富钴废液(含 ${Co}^{3 +}$ 、 ${Zn}^{2 +}$ 、 ${Fe}^{2 +}$ 、 ${Mn}^{2 +}$ 、 ${SO}_{4}^{2 -}$ )制备氧化钴的一种流程如图：

已知：Ⅰ.“反应”过程中 ${Co}^{3 +}$ 发生的转化为：NO $_{2}^{-}$ +H⁺+ ⇌ +H₂O，3 +Co³⁺⇌3H⁺+ ↓

Ⅱ.烧渣中含有 ${Co}_{3} O_{4}$ 、 $CoO$ 、 $ZnO$ 、 ${Fe}_{2} O_{3}$ 、 $MnO$ ；滤渣的成分为 $Fe {(OH)}_{3}$ 、 ${MnO}_{2}$ 。

回答下列问题：

(1)、“反应”过程需要不断搅拌的目的为；“调 $pH$ ”时溶液的 $pH$ 过高或过低对“反应”的不利影响为。

(2)、“酸溶”时 ${Co}_{3} O_{4}$ 发生反应的化学方程式为。

(3)、“除铁、锰”时 ${Mn}^{2 +}$ 发生反应的离子方程式为。

(4)、“萃取”步骤可除去的离子为，可用此方法除去该离子的原因是。

(5)、“沉钴”时需在较低温度下进行的原因为。

(6)、若富钴废液中 $c ({Co}^{3+}) =0 .1mol \cdot L^{-1}$ ，从 $1t$ 废液中(废液的密度为 $1 .2kg/L$ )经此工艺最终得到 $3.3 kg CoO$ ，则 $CoO$ 的产率为.(结果保留3位有效数字)

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35. CuCl₂是常见的化学试剂，学习小组开展了与CuCl₂相关的系列实验。回答下列问题：

(1)、I.利用废铜屑制备CuCl₂(实验装置如下图所示)

仪器a的名称为。

(2)、“湿法”制备CuCl₂的化学方程式为。

(3)、①石英管内可能观察到的现象为。

②石英管直接伸入收集装置，该管较粗，其优点是。

(4)、除上述两种方法外，实验室中还可先将铜粉(填试剂及操作)，再加入适量稀盐酸反应得到CuCl₂溶液。

(5)、II.探究Al与CuCl₂溶液的反应

将铝片放入盛有0.1mol·L^-1CuCl₂溶液的试管中，观察到现象为：铝片表面析出疏松的紫红色固体，产生无色无味气体，溶液颜色变浅。

紫红色固体为(填化学式)。

(6)、经检验产生的气体为H_2.在CuCl₂溶液中存在Cu²⁺+2H₂O=Cu(OH)₂+2H⁺、2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，小组成员认为应产生Cu(OH)₂ ，但实际实验中并未观察到蓝色沉淀。于是他们提出了以下两种猜测并进行相关验证。完成下列表格：

猜测	实验	现象	结论
i.①。	取少量Cu(OH)₂悬浊液，加入打磨过的铝片，振荡	无明显现象	猜想i不成立
ii.Cu(OH)₂与Al³⁺发生了反应	②。	固体立即溶解，溶液呈浅绿色	猜想ii成立

③在猜测ii成立的基础上，该小组成员查阅文献发现体系中可能存在反应：2Al³⁺+3Cu(OH)₂=2Al(OH)₃+3Cu²⁺ ，列式计算平衡常数分析该反应进行的趋势。(已知：Ksp[Cu(OH)₂]=2.2×10^-20；Ksp[Al(OH)₃]=1.3×10^-33。一般认为，K>10⁵时反应进行较完全，K<10^-5时反应难以进行)文献显示生成的Al(OH)₃可能以胶体形式存在，这是未观察到白色沉淀的可能原因，但仍需进一步深入研究。

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沉淀物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Co(OH)₂	Al(OH)₃	Mn(OH)₂
完全沉淀的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

溶液pH	＜4.0	6.0—8.0	8.0—10.0
钒元素主要存在形式	${VO}_{2}^{+}$	${VO}_{3}^{-}$	$V_{2} O_{7}^{4 -}$

K_sp[Fe(OH)₃]	K_sp(PbSO₄)	K_sp(PbC₂O₄)
2.5×10^-39	2.0×10^-8	5.0×10^-10

物质	Fe(OH)₂	Fe(OH)₃	Cu(OH)₂	CuCl
Ksp	1×10^-16.3	1×10^-38.6	1×10^-19.7	1×10^-5.9