粉煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有Al2O3、Fe2O3和SiO2等物质。综合利用粉...

粉煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有Al2O3、Fe2O3和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能防止环境污染，还能获得纳米Fe2O3等重要物质。

回答下列问题：

（1）过程Ⅰ对粉煤灰进行酸浸过滤后，滤渣的主要成分是_____。

（2）过程Ⅱ加入伯胺—煤油后，将浸取液进行分离的操作名称是___；伯胺(R－NH2)能与Fe3＋反应生成易溶于煤油的，该反应的离子方程式为____。

（3）过程Ⅲ，利用NaCl溶液进行“反萃取”发生了______变化（填“物理”或“化学”）。

（4）过程Ⅳ分两步完成，先是过量的N2H4将水层2中的铁元素转化为Fe2＋，得到的Fe2＋再被O2氧化为FeOOH。其中第一步反应生成的含氮微粒的化学式为______。

（5）纳米Fe2O3是一种多功能材料，常压下用纳米Fe2O3电化学法合成氨的装置如图所示，其中电解液为熔融NaOH—KOH，该装置工作时可循环利用的物质是___。实验测得纳米Fe2O3在反应前后的质量和化学性质均未变，其颗粒大小变为毫米级，则说明纳米Fe2O3在电极上发生的反应过程如下：__（用化学用语表示）。

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粉煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能获得纳米Fe2O3等重要物质。

已知：

i)伯胺R－NH2能与Fe3＋反应：3R－NH2＋Fe3＋＋SO42－＋H2OFe(NH2－R)3(OH)SO4＋H＋生成易溶于煤油的产物。

ii)Fe3＋在水溶液中能与Cl－反应：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－，回答下列问题：

(1)过程I对煤粉灰进行酸浸过滤后，滤渣的主要成分是_____________。

(2)写出过程Ⅱ加入过量H2O2发生的离子方程式_____________。加入伯胺－煤油对浸取液进行分离，该操作的名称是_____________。

(3)从化学平衡角度解释过程Ⅲ利用NaCl溶液进行反萃取的原理_____________。

(4)过程Ⅳ中过量的N2H4将水层2中[FeCl6]3－转化为Fe2＋，得到的Fe2＋再被O2氧化为FeOOH，其中第一步的离子方程式为4[FeCl6]3－＋5N2H4＝4Fe2＋＋N2＋4N2H5＋＋24Cl－，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。

(5)在常压用纳米Fe2O3电化学法合成氨的装置如图所示。已知电解液为熔融NaOH－KOH，纳米Fe2O3在阴极发生电极反应分两步进行：

第一步：Fe2O3＋3H2O＋6e－＝2Fe＋6OH－；

第二步：2Fe＋N2＋3H2O＝Fe2O3＋2NH3。

则该电解池发生总反应的化学方程式为___________________________________，纳米Fe2O3在电解过程中所起的作用是___________________________________。

(6)某特殊的磁流体材料，其化学式通式为KxFeO2(其组成可理解为aK2O·bFeO·cFe2O3)，若x平均值为1.3，则磁流体中Fe3＋和Fe2＋的质量之比为___________。

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粉煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有Al2O3、Fe2O3、MgO和SiO2等物质。用硫酸铵固体等试剂提取粉煤灰中Al2O3并制取铝的工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)已知烟气中含有NH3，煅烧工序中Al2O3参与反应的化学方程式为___。

(2)“滤渣Ⅰ”和“滤渣Ⅲ”主要成分的化学式分别为__、__。

(3)将“滤液Ⅱ”通过__、过滤、洗涤、干燥后得到的晶体可返回__工序中循环利用。

(4)向“滤液Ⅲ”中通入过量CO2，生成沉淀的离子方程式为__。

(5)电解Al2O3制备Al需要冰晶石(Na3AlF6)作助熔剂。Na3AlF6可由Al(OH)3、Na2CO3和HF反应制得，反应的化学方程式为__。

(6)某工厂利用上述流程从m吨粉煤灰中制得n吨Al2O3，则原粉煤灰中铝的质量分数为__。

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从接触法制硫酸的废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：

一种废钒催化剂回收工艺路线流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”时为了提高钒元素的浸出率，可以采取的措施是______。

（2）“酸浸”时可以得到和VO2+，“氧化”时VO2+转化为的离子方程式为______。

（3）“调pH”后钒以形式存在于溶液中。“废渣2”所含成分的化学式为____。

（4）“离子交换”和“洗脱”的过程可表示为：4ROH+R4V4O12+4OH− （ROH为某种碱性阴离子交换树脂）。流程中进行“离子交换”和“洗脱”的目的是______。

（5）“沉钒”时得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀。

①检验偏钒酸铵沉淀是否洗涤干净的方法是______。

②“煅烧”中发生反应的化学方程式为______。

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五氧化二钒（V2O5）是接触法生产硫酸中常用的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

(1)提高“酸浸”效率的措施：________________；________________(写两条)。“废渣1”的主要成分是__________________________。

(2)“氧化”中主要是将VO2+变为VO2+，则氧化剂与还原剂之比为________________。

(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中。“废渣2”中含有__________。

(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH + V4O124- R4V4O12 + 4OH-（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈______性（填“酸”“碱”“中”）。“流出液”中阳离子最多的是______________。

(5)“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式______。

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以粉煤灰（主要成分：Al2O3、SiO2、少量Fe2O3）为原料，制取Al2O3的部分工艺流程如下：

完成下列填空：

(1)铝原子核外有_____种不同能量的电子，最外层电子的轨道式是_____________，上述流程涉及第二周期元素的原子半径由小到大的顺序是______________________________。

(2) “除铁”是将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为______________________，检验溶液中Fe3+是否除尽的方法是____________________________________________。

(3)解释“结晶”过程中向AlCl3浓溶液中通入HCl气体的原因。______________________

(4)上述流程可循环的物质是_______________。

(5)工业上将Al2O3溶解在熔化的冰晶石中电解获得铝，该反应的化学方程式为___________。

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粉煤灰（主要含有 SiO2、Fe2O3、Al2O3 等）是燃煤发电过程中产生的废渣，粉煤灰的综合利用具有 很大的价值。

Ⅰ．研究人员通过实验对粉煤灰中铝和铁元素的分离工艺进行了研究。

（1）以硫酸溶液分解粉煤灰，使其中的铝、铁元素溶出，过滤实现初步分离。

①写出硫酸溶液与 Fe2O3 反应的离子方程式_____。

②初步分离得到的滤渣主要成分是_____。

（2）向（1）分离所得的滤液中加入还原剂使 Fe3+转化为 Fe2+，结合下表分析其原因____。

（3）使用碱性较弱的氨水为pH调节剂，进行分离实验。

①氨水使滤液中铝离子沉淀的离子方程式为_____。

②反应终点的pH对铝和铁分离效果的影响如下图。根据实验结果，为达到好的分离效果，反应过程中控制pH的 范围是______________，选择该范围的理由是___________________。

Ⅱ．NH4HSO4和H2SO4按物质的量比1∶1混合配制成浸取液，220℃时，可将高铝粉煤灰中Al2O3转化为硫酸铝铵 [NH4Al(SO4)2]，然后分离、煅烧获得纯Al2O3。 已知硫酸铝铵：①溶解度：0℃时，S＝5.2g；100℃时，S＝421.9g。②280℃时分解。

（1）依据资料可知，将硫酸铝铵与其他溶质分离的方法是_____。

（2）煅烧 NH4Al(SO4)2 同时得到混合气体（NH3、N2、SO2、SO3、H2O）。若 16 mol 混合气体按如下装置被完全吸收制得浸取液，请将下图中试剂（化学式）及其物质的量补充完整。____________，___________

4NH4Al（SO4）2 2Al2O3+5SO3↑+3SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O↑

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粉煤灰(主要含有SiO2、 Fe2O3、Al2O3等)是燃煤发电过程中产生的废渣。粉煤灰的综合利用具有很大的价值。

（1）煤炭在火炉中燃烧很旺时，在往炉膛内的热煤炭上喷洒少量水的瞬间，炉子内火会更旺。如果烧去同量的煤炭，喷洒过水的和没有喷洒过水的煤炭相比较，它们放出的总热量___ (填“相同”或“不相同”)。这是因为：________________________。

（2）研究人员通过实验对粉煤灰中铝和铁元素的分离工艺进行了研究。

①以硫酸溶液分解粉煤灰，使其中的铝、铁元素溶出，过滤实现初步分离。向分离所得的滤液中加入还原剂使Fe3+转化为Fe2+，结合下表分析其原因：___________________

②使用碱性较弱的氨水为pH调节剂，进行分离实验。反应终点的pH对铝和铁分离效果的影响如图1。根据实验结果，为达到好的分离效果，反应过程中控制pH的范围是____________。

（3）工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲烷研究得出，甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图2所示。

①T℃时，向1 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应的△H___(填“>”或“<”)0，CH4的平衡转化率为________。

②列式计算反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在图中A点温度时的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度列式计算，不要求写单位，lg0.05=-1.3)。

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煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，燃煤产生CxHy、SO2等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题:

（1）利用煤的气化获得的水煤气( 主要成分为CO、CO2和H2 )在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。

已知: H2O(1) = H2O(g)　 ΔH1= +44 .0kJ/mol

CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g)　 ΔH2=-3.0kJ/mol

CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH3=-58.7 kJ/mol

写出由CO与H2制备CH3OH 气体的热化学方程式____________。

（2）甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3简称DMC) ;

2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0

①该化学反应的平衡常数表达式为K=__________

②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是________(填编号)。

A.V正(CH3OH)= 2V逆(H2O)

B.容器内气体的密度不变

C.容器内压强不变

D.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变

③一定条件下分别向甲，乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的初始物质发生该反应，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中DMC的物质的量浓度随时间变化如图所示:

甲容器中，在5-15min时的平均反应速率v(CO2)=___________.乙容器中，若平衡时n(CO2)=0.2mol.则T1_____T2 (填“>”“<”或“=”)。两容器的反应达平衡时CO2的转化率: 甲________丙(填“>”“<."或”=”)。

（3）利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示: A极是_____极(填“正”或“负”)，其电极反应式是_______。该电池不能在高温下工作的理由是________。

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现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁可作现代电子工业的材料，

以下是以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）为原料制备高纯氧化铁（软磁α­Fe2O3）的生产流程示意图：

（1）步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是________。

（2）步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是________。

（3）步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH。

A．稀硝酸　　　　 B．双氧水　　　　　 C．氨水　 　　　 D．高锰酸钾溶液

（4）写出在空气中煅烧FeCO3，制备高纯氧化铁的化学方程式：_______________________。

（5）从滤液C中回收的主要物质的一种用途是_________________________________。

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