金属铝用途广泛，工业上利用铝矾土矿（主要成分是Al2O3）制备金属铝。（1）首先获得纯净的...

金属铝用途广泛，工业上利用铝矾土矿（主要成分是Al2O3）制备金属铝。

（1）首先获得纯净的Al2O3，其工艺流程如下：

①滤液中通入过量CO2时主要反应的离子方程式是_______________________。

②煅烧生成氧化铝的化学方程式是 __________________________________。

（2）将Al2O3溶解于熔融的冰晶石（助熔剂）中，以碳素材料为阴极，石墨棒为阳极，进行电解。

①下列关于Al2O3的说法正确的是________________（填序号）。

a. Al2O3属于电解质

b. Al2O3属于离子化合物

c. Al2O3属于碱性氧化物

d. Al2O3的熔点低，可作耐火材料

②阳极石墨棒需要不断补充，写出电极反应式并简述其原因：________________。

（3）高纯度氧化铝也可利用铵明矾分解制得：

①铵明矾晶体的化学式为NH4Al(SO4)2•12H2O，铵明矾属于__（填“纯净物”或“混合物”），在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，浓度最大的离子是______，c(NH4＋ ) ____c(Al3+)（填“=”“>”或“<”）；

②铵明矾分解反应：6NH4Al(SO4)2•12H2O3Al2O3 + 2NH3 ↑+ 2N2 ↑+ 6SO2 ↑+ 6SO3 ↑+ 81H2O，请标出此反应电子转移的方向和数目______。

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金属铝用途广泛，工业上利用铝矾土矿（主要成分是Al2O3）制备金属铝。

（1）首先获得纯净的Al2O3，其工艺流程如下：

①滤液中通入过量CO2的反应离子方程式是________________。

②煅烧生成氧化铝的化学方程式是______________。

（2）将Al2O3溶解于熔融的冰晶石（助熔剂）中，以石墨衬里为阴极，石墨棒为阳极，进行电解。

①电解Al2O3能制备金属铝的原因是__________（填序号）。

a. Al2O3属于电解质

b. Al2O3属于离子化合物

c. Al2O3属于两性氧化物

d. Al2O3在熔融状态时能导电

②Al单质在_________极产生。

③阳极石墨棒需要不断补充，结合电极反应式，简述其原因是________________。

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二氧化锗被广泛用于制作高纯金属锗、锗化合物、化工催化剂及医药工业，某工厂用褐煤烟灰（主要成分C、GeO2，还有少量Al2O3和SiO2）为原料制备GeO2，其流程如下：

已知：GeO2难溶于水，不跟水反应，是以酸性为主的两性氧化物，溶于强碱溶液生成锗酸盐，与浓盐酸生成GeCl4（GeCl4的沸点是83.1℃）

（1）用水浸取焙烧物2小时的目的是____________________，操作“X”的名称为________，该操作除了冷凝管、铁架台、牛角管、锥形瓶、石棉网、酒精灯外还缺少的玻璃仪器是________

（2）写出焙烧时二氧化锗与氢氧化钠发生反应的化学方程式________________________________

（3）“酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3 mol/L时有利于生成GeCl4，写出该反应的化学方程式：____若滤液“酸化”时酸度不够，溶液会出现明显的浑浊，原因是____________

（4）GeO2产品中通常混有少量SiO2。取样品w g，测得其中氧原子的物质的量为n mol，则该样品中GeO2的物质的量为____________mol（用含w、n的代数式表示）

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软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量(Hg2+等)重金属化合物杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有SiO2和Al2O3等杂质。工业上采用同槽硫酸酸溶等工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：( 已知: Ksp[Al(OH) 3]=1 3×10-33，Ksp[Fe(OH) 3]=5.3×10-38，金属离子的浓度小于1×10-6视为沉淀完全。)

（1）为了提高锰元素的浸出率，在“浸取”时可采取的措施有：

①适当升高温度，②搅拌，③_________________等。

（2）流程“氧化”中加入MnO2与Fe2+发生反应的离子方程式为_________________。

（3）“滤渣2”中主要成分的化学式为_________________。

（4）流程“除重金属”时使用（NH4）2S而不使用Na2S的原因是_________________。

（5）流程“50℃碳化”得到碳酸锰，该反应的化学方程式为_________________。

（6）生成的碳酸锰产品需经充分洗涤，检验产品完全洗净的方法是_________________。

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铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。

①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：

②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

回答下列问题：

（1）写出反应1的化学方程式___________________________ ；

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是　　　　　 ，反应2的离子方程式为_______________ ；

（3）E可作为建筑材料，化合物C是_____ ，写出由D制备冰晶石的化学方程式 ____________；

（4）电解制铝的化学方程式是 _____________________________________，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是 _________________。

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铝鞣剂在皮革工业有广泛应用。某学习小组以铝灰(主要成分是Al、A12O3、FeO、SiO2等)为原料制备铝鞣剂[Al(OH)2Cl]，设计工艺流程如下图所示：

已知：

请回答下列问题：

（1）酸浸时温度控制在30℃-35℃，不宜太低，也不宜太高，其原因是_________。

（2）氧化时的离子方程式为_________。

（3）调节溶液的pH范围为_________。

（4）滤渣中主要含有物质的化学式是_________。

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某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体（CuSO4·5H2O）。

请回答：

（1）步骤Ⅰ中，发生的氧化还原反应的离子方程式为___，涉及到的分离操作是___。

（2）试剂X是___；溶液D是___。

（3）溶液E在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液E是否被氧化___。

（4）在步骤Ⅱ时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少，可采取的改进措施是___。

（5）工业上常用溶液E制取净水剂Na2FeO4，流程如图：

写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的离子方程式___。（已知NaClO还原为NaCl）

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二氧化锗被广泛用于制作高纯金属锗、锗的化合物、化工催化剂及医药工业， 某工厂用褐煤烟灰(主要成分为C、GeO2,还有少量Al2O3和SiO2)为原料制备GeO2,其流程如 下：

已知：GeO2不溶于水，不跟水反应，是以酸性为主的两性氧化物，可溶于浓盐酸生成四氯化锗，也可溶于强碱溶液,生成锗酸盐。操作X为蒸馏

（1）褐煤灰中加入NaOH和Na2CO3固体进行焙烧时，要加入过量的粉碎的NaOH和Na2CO3固体,其原因是_________________。写出GeO2与NaOH反应的化学方程式：__________。

（2）为提高含锗化合物的浸出率，除采用水浸取焙烧物2小时外，还可采取的措施有_____________。(写出两条即可）

（3）浸出液中滴加7mol/L盐酸，调节溶液的pH约为11，目的是__________。

（4）滴加7mol/L盐酸使滤液“酸化”，若滤液“酸化”时酸度不够，溶液会出现明显的浑浊，该沉淀物是________________，（写化学式）

（5）GeCl4的沸点是83.1℃，其电子式为______________。

（6）单质锗可用作电子工业的半导体材料。由纯净的GeO2和H2在加热的条件下可制得单质锗.该反应的化学方程式为_________________。

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实验室利用橄榄石尾矿(主要成分为MgO及少量FeO、Fe2O3、Al2O3等)制备纯净氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，实验流程如下：

已知几种金属阳离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

回答下列问题：

（1）“浸取”步骤中，能加快浸取速率的方法有____（任写一种）。

（2）滤渣1为Fe(OH)3，则调节pH的范围为____。

（3）“一系列操作”主要包括加入足量盐酸，然后经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，即得到氯化镁晶体。加入足量盐酸的作用为①溶解滤渣2，②____。

（4）准确称取2.000 g氯化镁晶体产品于250 mL锥形瓶中，加50 mL蒸馏水使其完全溶解，在不断振荡下，调节pH并加入合适的指示剂，用0.5000 mol/L的EDTA（在方程式中用Y4−表示）标准溶液进行滴定，其反应原理为Mg2+＋Y4− = MgY2−，滴定达到终点时消耗EDTA标准溶液的体积为19.00 mL。

①计算产品中MgCl2·6H2O的质量分数。____(写出计算过程，结果保留三位有效数字)。

②下列滴定操作会导致测量结果偏高的是____(填字母)。

a．滴定终点时仰视读数　　　　　　　　 　　

b．锥形瓶洗涤后没有干燥

c．滴定时锥形瓶中有液体溅出　　　　 　　

d．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失

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碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂)为原料制备Li₂CO₃的工艺流程如下:

已知:Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。

（1）步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是　　　　　　　　　　　　。

（2）步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li⁺、SO₄^2-；另含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等杂质,需在搅拌下加入　　(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。

（3）步骤Ⅱ中,将适量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有　　　　　　　　　　　。

（4）步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为　________。

（5）从母液中可回收的主要物质是　　________。

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