60 ℃
101 88 38 (1)流程图步骤Ⅰ中，在提纯时需要加足量的铁屑的原因是_______________________。 (2)在生产氧化铁的步骤Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是____________。
(3)上述流程图制备草酸亚铁过程中，用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的是__________， 趁热过滤的原因是________________________________________________________。
(4)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3＋O2===2Fe2O3＋4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3，得到316.8 kg产品，若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是__________kg。
(5)已知：某温度时，Ksp(FeC2O4)＝1.0×10，Ksp(CaC2O4)＝2.0×10，此温度下，FeC2O4若要在CaCl2溶液中开始转化为CaC2O4，则CaCl2的浓度必须不低于__________mol·L。
(6)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸，广泛分布于动植物体中。已知0.1 mol·LKHC2O4溶液呈酸性。下列说法正确的是____________(填字母)。
a.0.1 mol·LKHC2O4溶液中：c(K)＋c(H)＝c(HC2O4)＋2c(C2O4)＋c(OH ) b.0.1 mol·L KHC2O4溶液中：c(K)＞c(HC2O4)＞c((H2C2O4)＞c(C2O4) c.0.1 mol·L KHC2O4溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性：c(K)＞c(Na) d.浓度均为0.1 mol·LKHC2O4和K2C2O4的混合溶液中：2c(K)＝c(HC2O4)＋c(C2O4) 参考答案
－1
＋
－
2－
－1
＋
＋
－1
＋
－
2－
－1
＋
＋
－
2－
－－1
－1
－6
－9
2.解析：(1)反应①的化学方程式为TiO2＋2Cl2＋2C===TiCl4＋2CO，氧化剂、还原剂分别为Cl2、C，二者的高温
质量比为71∶12。(2)由流程图可知反应②的化学方程式是TiCl4＋2Mg=====Ti＋2MgCl2。(3)水解是吸热的，水解时加入大量水，并同时加热可以使水解速率增大。(4)钛酸四丁酯〔Ti(O－C4H9)4〕水解生成Ti(OH)4和C4H9OH，其化学方程式为Ti(O－C4H9)4＋4H2O ―→Ti(OH)4＋4C4H9OH 。制备纳米TiO2过程中溶液混合时必须缓慢滴加的原因是：防止Ti(O－C4H9)4水解速率过快，生成絮凝物或沉淀。
高温
答案：(1)71∶12 (2)TiCl4＋2Mg=====Ti＋2MgCl2 (3)促进水解趋于完全 (4)Ti(O－C4H9)4＋4H2O ―→Ti(OH)4＋4C4H9OH 防止钛酸四丁酯的水解速率过快，生成絮凝物或沉淀
3.解析：(1)二氧化硅不和盐酸反应，其他氧化物溶于盐酸。二氧化硅可作光导纤维、制石英坩埚。调pH
9
使Fe完全沉淀，而Cu、Mg不沉淀，根据表中数据确定pH范围。
(2)滤液Ⅱ主要成分是偏铝酸钠，通入CO2，过滤得到氢氧化铝。(3)滤液Ⅰ到滤液Ⅱ是Al转化成AlO2的过程。(4)滤液Ⅳ中含有的金属阳离子是Mg、Cu，从表中数据看，氢氧化铜的溶解度小于氢氧化镁，可以加入氧化镁或碳酸镁促进铜离子水解，使Cu完全沉淀。(5)根据题述流程提供的物质，工业上，电解氧化铝冶炼铝，电解氯化镁冶炼镁，用还原剂分别还原氧化铁、氧化铜制备铁和铜。(6)根据矿渣成分，10 t矿112
渣中含有氧化铁的质量为10 t×32%＝3.2 t，m(Fe)＝3.2 t×＝2.24 t。
160
答案：(1)作光导纤维、制石英坩埚等 3.7≤pH<4.8(2)CO2 (3)Al＋4OH===AlO2＋2H2O
(4)Cu、Mg 加入过量氧化镁或碳酸镁，过滤(或加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH为6.4～9.3，过滤)(5)B D (6)2.24
2＋
2＋
3＋
－
－
2＋2＋
2＋
3＋
－
3＋2＋2＋
5.解析：(1)SO2具有漂白性，能使品红褪色，SO2有还原性，能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。(3)溶液X为Fe2(SO4)3，需加入还原剂将Fe还原为Fe，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。(5)过程⑤中需将酸消耗而调高pH，而CaCO3跟硫酸反应会生成微溶于水的CaSO4，阻止反应的继续进行。 答案：(1)ACD(2)4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S(3)铁粉(4)蒸发皿、玻璃棒 (5)C
6.解析：(1)影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂以及表面积等因素，对于固体参加的反应来说，固体表面积越大，反应速率越大，为提高原料的利用率，焙烧前可将矿石粉碎成细颗粒；(2)浸出液中主要含Ce、SO4、F、H，加入CaCO3，会发生离子反应，生成CaSO4、CaF2沉淀，故操作I中滤渣的主要成分是CaF2、CaSO4；(3)在实验室中进行萃取时，需要的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯等；结合萃取剂选取的条件，萃取剂HT需具备的条件是①②③；(4)向CeT3 (有机层)加入稀硫酸，增加了H的浓度，对于2Ce (水层)＋6HT(有机层)
3＋3＋
＋
3＋
2－
－
＋
3＋
2＋
2CeT3(有机层)＋6H(水层)，平衡向逆反应方向移动，从而获得较
＋
－8
－1
－
－6
＋
纯的含Ce的水溶液；(5)常温下，溶液的pH＝8，即c(H)＝10 mol·L，故c(OH)＝10已知Ce(OH)3的溶度积＝a，即c(Ce)c(OH)＝a，b×(10)＝a，所以a＝10
2＋
3＋
3
－
－63
－18
mol·L，
－1
b；(6)O2将Ce(OH)3氧化为
－1
Ce(OH)4，反应的化学方程式为4Ce(OH)3＋O2＋2H2O===4Ce(OH)4 ；(7)n(Fe)＝0.100 0 mol·L×0.025 L＝0.002 5 mol，根据电子守恒，n(Ce(OH)4)＝n(Ce)＝0.002 5 mol，m[Ce(OH)4]＝0.002 5 mol×208
4＋
10
g·mol＝0.52 g，产品中Ce(OH)4的质量分数为0.52 g/0.545 g×100%≈95%。
答案： (1)粉碎成细颗粒 (2)CaF2、CaSO4 (3)分液漏斗 ①②③ (4)混合液中加入H2SO4使c(H)增大，平衡向形成Ce水溶液方向移动 (5)a＝10
3＋
－18
＋
－1
b (6)4Ce(OH)3＋O2＋2H2O===4Ce(OH)4 (7)95%
7. 解析：(1) 在工业生产中，增大接触面积，加快溶解或反应速率，常将固体粉碎。(2)酸溶后的溶液中含有Fe、Al和Mg，加入FeS2粉增大溶液中Fe的含量，同时有H2SO4，说明溶液中的Fe将FeS2中的硫元素氧化为H2SO4，Fe被还原为Fe，从而不难写出反应的离子方程式。(3)酸溶时，硫酸渣中只有SiO2不溶于硫酸，因此滤渣A的主要成分为SiO2。(4)Fe(OH)3沉淀表面附有SO4，判断沉淀Fe(OH)3是否洗净就是检验最后一次洗涤液中是否含有SO4，若不含SO4，则沉淀已洗净。(5)当c(Mg)≤1×10 mol/L时，Mg完全沉淀，则c(OH)＝
2＋
－
2－
2－
2＋
－5
2－
3＋
2＋
3＋
3＋
2＋
2＋
3＋
Ksp[Mg（OH）2]
1×10
－5
＝
5.6×10－4
－5＝7.5×10mol/L。 1×10
3＋
2＋
2－
＋
－12
答案：(1)增大接触面积，加快溶解速率(2)FeS2＋14Fe＋8H2O===15Fe＋2SO4＋16H(3)SiO2(4)取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净(5)7.5×10 mol/L
－4
9.解析：（1）富含FeSO4的工业废液为原料生产Fe2O3和制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O )，首先从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O，将FeSO4·7H2O配制成溶液，FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液，将浊液过滤，用90 ℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体，煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体；FeSO4·7H2O中加入硫酸铵，根据溶解度随温度的变化关系，蒸发浓缩得到硫酸亚铁与硫酸铵的结晶水合物，加入稀硫
11
酸和草酸可制备FeC2O4·xH2O。(2)Fe与HCO3电离出的CO3结合生成FeCO3，促使HCO3的电离，H再和HCO3
2＋
－
2＋－2－－＋－
反应生成水和CO2，即Fe＋2HCO3===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑。(3)FeSO4·7H2O配制成溶液的过程中，亚铁离子易水解，Fe＋2H2O
2＋
2＋
Fe(OH)2＋2H，加入硫酸配制可以使得化学平衡逆向移动，抑制水解；pH＞4时，
＋
Fe易被氧气氧化，故用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的也是为了防止二价铁离子被氧化；趁热过滤是为了增大杂质的溶解度(防止低温时杂质析出)，影响产品的纯度。(4)假设Fe2O3物质的量为x mol，FeO的物质的量为y mol，那么满足：160x＋72y＝316 800；(2x＋y)×116＝464 000，解得x＝1 800 mol，所以产物中Fe2O3的质量＝160 g·mol×1 800 mol＝288 000 g＝288.0 kg。(5)在饱和FeC2O4溶液中c(C2O4)＝2.0×10－
1.0×10＝10 mol·L，Ksp(CaC2O4)＝c(Ca)×c(CO)＝2.0×10，则c(Ca)＝ mol·L－310
－6
－3
－1
2＋
2－24
－9
2＋
1
－9
－1
2－
＝2.0×10 mol·L，所以CaCl2的浓度必须不低于2.0×10 mol·L。(6)0.1 mol·LKHC2O4溶液中，
＋
＋
－
2－
－
－1
－6－1－6－1－1
根据电荷守恒可知：c(K)＋c(H)＝c(HC2O4)＋2c(C2O4)＋c(OH)，故a正确；0.1 mol·L KHC2O4溶液中，溶液呈酸性，说明HC2O4电离程度大于其水解程度，则c(C2O4)＞c(H2C2O4)，则离子浓度大小：c(K)＞c(HC2O4)＞c(C2O4)＞c(H2C2O4)，故b错误；0.1 mol·L KHC2O4溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性，当钾离子与钠离子浓度相等时，反应生成草酸钠和草酸钾，溶液呈碱性，若为中性，则氢氧化钠应该少量，故c(K)＞c(Na
＋
＋
2－
－1
－
2－
＋
－
)，故c正确；浓度均为0.1 mol·L KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中，根据物料守恒可得：2c(K)＝3c(HC2O4)
2－
－1＋－
＋3c(C2O4)＋3c(H2C2O4)，故d错误。
答案：(1)除去废液中的Fe(或Fe＋2Fe===3Fe)(2)Fe＋2HCO3===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(3)防止亚铁离子水解，防止亚铁离子被氧化 增大杂质的溶解度(防止低温时杂质析出)，影响产品的纯度(4)288.0(5)2.0×10(6)ac
－6
3＋
3＋
2＋
2＋
－
12
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