清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质（如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等）。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反应25～35 min，效果良好。回答下列问题
Ⅰ.（1）写出晶片制绒反应的离子方程式 ，对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH一反应，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
（2）本校化学兴趣小组同学，为验证Seidel的理论是否正确，完成以下实验：
| |
实验事实 |
| 事实一 |
水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
| 事实二 |
盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
| 事实三 |
普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
| 事实四 |
在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH，点着后焖烧，可剧烈放出H2。 |
| 事实五 |
1g（0.036mo1）Si和20mL含有lgNaOH（0.025mol）的溶液，小心加热（稍微预热），收集到约1700mL H2，很接近理论值（1600mL）。 |
结论：从实验上说明碱性水溶液条件下，H2O可作 剂；NaOH作_____ 剂，降低反应 。高温无水环境下，NaOH作 剂。
Ⅱ.在工业中利用镁制取硅：2Mg＋SiO2
2MgO＋Si，同时有副反应发生：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)，SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：
由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用________(填序号)。 a．石灰石 b．锌粒 c．纯碱
（4）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是______________________________，当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是___________________________。
（5）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为_______________________________________。
软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下：
已知：①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
②温度高于27℃时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为；
（2）第1步除杂中加入H2O2的目的是。
（3）第1步除杂中形成滤渣l的主要成分为（填化学式），调pH至5-6所加的试剂，
可选择（填以下试剂的序号字母）；
a．CaO b．MgO c．Al2O3 d．氨水
（4）第2步除杂，主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式，该反应的平衡常数数值为。
（已知：MnF2的Ksp=5.3×10-3；CaF2的Ksp=1.5×10-10；MgF2的Ksp=7.4×10-11）：
（5）采用“趁热过滤”操作的原因是。
（6）取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是（用离子方程式表示），该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为。
用工业FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：
已知：HCl(浓)+FeCl3
HFeCl4
试回答下列问题：
（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：
①Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在(填“水”或“有机”)相。
②若实验时共用萃取剂X 120 mL，萃取率最高的方法是(填字母)。
a．一次性萃取，120 mL
b．分2次萃取，每次60 mL
c．分3次萃取，每次40 mL
（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是(写化学式);反萃取能发生的原因是。
（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的是。
（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+，然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr3+，写出该滴定反应的离子方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目。
（本题共14分）肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室用下列反应制取肉桂酸。
药品物理常数
| 苯甲醛 |
乙酸酐 |
肉桂酸 |
乙酸 |
|
| 溶解度（25℃，g/100g水） |
0.3 |
遇热水水解 |
0.04 |
互溶 |
| 沸点（℃） |
179.6 |
138.6 |
300 |
118 |
| 相对分子质量 |
106 |
102 |
148 |
60 |
填空：
Ⅰ．合成：反应装置如图所示。向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐，振荡使之混合均匀。在150~170℃加热1小时，保持微沸状态。
（1）空气冷凝管的作用是_______________________________________。
（2）该装置的加热方法是_____________________________。加热回流要控制反应呈微沸状态，如果剧烈沸腾，会导致肉桂酸产率降低，可能的原因是______________________________________。
（3）不能用醋酸钠晶体（CH3COONa·3H2O）的原因是____________________________________。
Ⅱ．粗品精制：将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中，进行下列操作：
（4）加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸，主要目的是__________________________________。
（5）操作I是_________________________________；
（6）设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛_______________________________________。
（7）若最后得到纯净的肉桂酸5.0g,则该反应中的产率是____________（保留两位有效数字）。
铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等）干法制取该铝硅合金的工艺如下：
（1）焙烧除铁反应：
4(NH4)2SO4 + Fe2O3 
2NH4Fe(SO4)2 + 3H2O + 6NH3↑
（Al2O3部分发生类似反应）。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图，最适宜焙烧温度为。指出气体Ⅰ的用途（任写一种）。
（2）操作①包括：加水溶解、。若所得溶液中加入过量NaOH溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为。
（3）用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生中间体SiC、Al4C3。任写一个高温下中间体又与Al2O3反应生成铝、硅单质的化学方程式。
（4）若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有，假设该溶液中Al3+物质的量浓度为1.0 × 10-3mol/L，如果要将溶液在中的金属阳离子分离，则应控制溶液pH的范围为（计算结果保留2位有效数字）。
（已知：Ksp[Fe(OH)3] =" 8.0" × 10-38，Ksp[Al(OH)3] =" 1.0" × 10-33，lg5 = 0.7）
钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：
已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。
（2）滤渣A的成分是_______。
（3）滤液B中TiOCl42－和水反应转化生成TiO2的离子方程式是_______。
（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15 溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因_。
（5）反应③的化学方程式是。
（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。
（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：
Li4Ti5O12 + 3LiFePO4
Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是：。