煤矸石(主要成份是SiO2和Al2O3还含有少量的Fe2O3、K2O、TiO2)活化后，可...

煤矸石(主要成份是SiO2和Al2O3还含有少量的Fe2O3、K2O、TiO2)活化后，可以制备六水三氯化铝(AlCl3·6H2O)，工艺流程如下图所示。

回答下列问题：

(1)焙烧至700℃左右可使煤矸石活化，活化过程中会发生一系列反应，写出SiO2与K2O反应的化学方程式______________，焙烧后的矸石颗粒有微孔，不需研磨成粉即可进行酸溶，原因是_____________。

(2)本工艺的突出特点是通过向饱和溶液中通HCl 来得到产品和对一次残渣进行二次酸浸，HCl的作用是_________________和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是___________________。

(3)四轮循环后所得结晶滤液中，含有较多杂质离子，必须在常温下进行如下图所示的处理

已知：Ksp(Fe(OH)3]=1.0×10-38，Ksp(Al(OH)3]=1.0×10-33，当离子浓度等于1.0×10-5mol·L-1时，可认为其已沉淀完全。

滤渣1中所含金属元素为___________，获得滤渣2时，应调节溶液的pH至少为_________，在该流程中，滤渣3 可循环使用，则生成滤渣2的离子方程式为_________________。

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氧化铍(BeO)常温下为不溶于水、易溶于强酸和强碱的固体，除用作耐火材料外，还可以用于制霓虹灯和铍合金。工业上以硅铍石(主要含有BeO、SiO2、MgO，还含有少量Al2O3和Fe2O3)制备高纯度BeO的流程如图所示：

已知：①BeO为离子化合物，熔点为2350℃，BeC12和NaC1等比例混合的固体混合物在350℃即可熔化；

②不同金属阳离子在D2EHPA中的溶解性如下表所示：

请回答下列问题：

（1）“滤渣1”的主要成分为__(填化学式)。“残液”中含量最多的金属元素为__(填名称)。

（2）“萃取”后铍元素以Be(HX2)2的形式存在于有机相中，“反萃取”后以(NH4)2Be(CO3)2的形式存在于水相中，则“反萃取”时含铍微粒发生反应的化学方程式为___。

（3）“净化”时需将反萃取液加热到70℃，加热到70℃的目的为__。

（4）由2BeCO3·Be(OH)2制备高纯BeO的方法是__。

（5）BeO的电子式为__。工业上常采用电解熔融BeC12与NaC1等比例混合物的方法制备金属Be，不采用电解熔融BeO制备的主要原因为___。

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（11 分）无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等，工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3,还含有少量的SiO2　 )和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3：2Al2O3＋6Cl2===4AlCl3＋3O2

回答以下问题：

（1）加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2 AlCl3＋X↑，设计实验确定气体X的成分：__________。

（2）在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为____________________。

（3）为测定制得的无水AlCl3产品(含FeCl3杂质)的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。

①过程涉及的离子方程式___________________、_______________。

②AlCl3产品的纯度为__________________________________。

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无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等，工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3,还含有少量的SiO2  )和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3：2Al2O3＋6Cl2===4AlCl3＋3O2

回答以下问题：

(1)Cl－的电子式为 ________。Al在元素周期表最中的位置是________。

(2)生产中加入石油焦，其目的是_____________________________________。

(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2 AlCl3＋X↑，设计实验确定气体X的成分：

____________________________________________________________。

(4)在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为  _____________________________________________________________。

(5)为测定制得的无水AlCl3产品(含FeCl3杂质)的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。

①过程涉及的离子方程式__________________________、___________。

②AlCl3产品的纯度为__________________________________。

(6)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝

①写出滤液甲中溶质的化学式______________________________。

②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式__________________。

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用含有Al₂O₃及少量Fe₂O₃和SiO₂的铝土矿制备净水剂——液体聚合硫酸铝铁，工艺流程如下（部分操作和条件略）：

I．向铝土矿中加入过量H₂SO₄后，加热、搅拌、过滤。

II．向滤液中加入一定量的FeSO₄·7H₂O和双氧水。

III．向溶液中加入Ca(OH)₂固体，调节溶液的pH约为1，过滤。

IV．加入稳定剂，加热，得到产品。

（1）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是___________。

（2）步骤I中过滤得到的滤渣成分是________（填化学式）。

（3）步骤I 中H₂SO₄的浓度与反应温度会影响铁与铝的浸出率。根据下图分析，步骤I 中H₂SO₄浓度的适宜范围是__________，反应的适宜温度是_________。

（4）步骤II中增大n(Fe³⁺)的离子方程式是_________。

（5）步骤III得到碱式硫酸铝铁[AlFe(OH)_n(SO₄)_m]的溶液，则步骤II中应增大n(Fe³⁺)到

n(Al³⁺)﹕n(Fe³⁺)=________。

（6）研究表明，液体聚合硫酸铝铁的纯度越高，净水效果越好。已知：

一些物质在20℃时的溶解度

结合表中数据，解释步骤III中使用Ca(OH)₂而不用NaOH的原因__________。

（7）铝土矿也可用于冶炼金属Al。以金属Al作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属Al的表面生成致密坚硬的氧化膜，其电极反应式是_________。

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煤矸石是采煤和洗煤时的废弃物，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（如Ga等）。下列关于煤矸石的说法正确的是

A．可用于生产矸石水泥、耐火砖等建筑材料

B．煤矸石中的金属氧化物均为碱性氧化物

C．P2O5和SO3对应水化物的酸性较强的是 H3PO4

D．铝比镓活泼，能电解GaCl3水溶液制备镓单质

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某工厂用一固体废渣（主要成份为Al2O3·Cr2O3，还含有FeO、SiO2）为主要原料回收利用，生产红矾钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)，同时制备明矾（KAl(SO4)2·12H2O）。其主要工艺流程如下:

己知：NaBiO3不溶于冷水，在碱性条件下能将Cr3+氧化为CrO42-

（1）I、II目的是___________。

（2）实验室中操作④的名称为_______________。

（3）己知：Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39，Ksp[Al(OH)3]=3×10-33。当pH=5.6时Cr(OH)3开始沉淀。室温下，II中需调节溶液pH范围为___________(杂质离子浓度小于1×10-6mol/L视为沉淀完全)。

（4）写出Ⅲ中发生反应的离子方程式_____________。

（5）IV中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，理由是_____________(结合化学方程式回答)。

（6）写出溶液F和硫酸溶液反应的离子方程式_________，若用足量二氧化碳通入F中，则生成的溶液中离子浓度关系为___________。

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以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程如下：

（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为　　　 　　 　　 （填选项编号）。

（3）在实验流程中，加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　　 。

（4）验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）若用调节pH溶液“沉铁”，则得到Fe（OH）3，已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+的平衡常数为　　　 　 　　　 。

（6）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al（SO4）2·12H2O]2Al2O3 + 2NH3↑+ N2↑+

5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是　　　　　　　　　　　　　　　 （填化学式）。

②KMnO4溶液褪色，发生的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程如下：

（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为_____________________。

（2）用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为___________（填选项编号）。

（3）在实验流程中，加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为_________________。

（4）验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为_______________________。

（5）若用调节pH溶液“沉铁”，则得到Fe(OH)3，已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常数为___________。

（6）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+ 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是____________________(填化学式)。

②KMnO4溶液褪色，发生的离子反应方程式为_________________________。

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以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程如下：

（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为_____________________。

（2）用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为___________（填选项编号）。

（3）在实验流程中，加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为_________________。

（4）验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为_______________________。

（5）若用调节pH溶液“沉铁”，则得到Fe(OH)3，已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常数为___________。

（6）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+ 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是____________________(填化学式)。

②KMnO4溶液褪色，发生的离子反应方程式为_________________________。

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