为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工-优题课

题文

为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以 $F e_{2} O_{3}$ 存在）转变成重要的化工原料 $F e S O_{4}$ （反应条件略）。

活化硫铁矿还原 $F e^{3 +}$ 的主要反应为： $F e S_{2} + 7 F e_{2} (S O_{4})_{3} + 8 H_{2} O = 15 F e S O_{4} + 8 H_{2} S O_{4}$ ，不考虑其他反应。请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步 $H_{2} S O_{4}$ 与 $F e_{2} O_{3}$ 反应的离子方程式是。
（2）检验第Ⅱ步中 $F e^{3 +}$ 是否完全还原，应选择（填字母编号）。
A． $K M n O_{4}$ 溶液 B． $K_{3} [F e (C N)_{6}]$ 溶液 C． $K S C N$ 溶液
（3）第Ⅲ步加 $F e C O_{3}$ 调溶液 $p H$ 到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液 $p H$ 降到5.2，此时 $F e^{2 +}$ 不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液 $p H$ 降低的原因是。
（4） $F e S O_{4}$ 可转化为 $F e C O_{3}$ ， $F e C O_{3}$ 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101 $k p a$ 时： $4 F e (s) + 3 O_{2} (g) = 2 F e_{2} O_{3} (s)$ $△ H = - 1648 K J / m o l$

$C (s) + O_{2} (g) = C O_{2} (g)$ $△ H = - 393 K J / m o l$

$2 F e (s) + 2 C (s) + 3 O_{2} = 2 F e C O_{3} (s)$ $△ H = - 1480 K J / m o l$

$F e C O_{3}$ 在空气中加热反应生成 $F e_{2} O_{3}$ 的热化学方程式是。
（5） $F e S O_{4}$ 在一定条件下可制得 $F e S_{2}$ (二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为 $4 L i + F e S_{2} = F e + 2 L i_{2} S$ ，正极反应式是。
（6）假如烧渣中的铁全部视为 $F e_{2} O_{3}$ ，其含量为50%。将 $a k g$ 质量分数为 $b$ %的硫酸加入到 $c k g$ 烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调 $p H$ 后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入 $F e_{2} O_{3}$ $k g$ 。

科目化学题型简答题难度困难

知识点：常见气体制备原理及装置选择

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【化学― 化学与技术】煤炭被人们誉为黑色的金子，它是人类使用的主要能源之一。为了提高煤的利用率，减少有害气体的排放．人们采取了各式各样的方法。
（1）煤的气化和液化可以提高煤的利用率．煤的气化技术的主要产物是_________。煤的液化技术又分为直接液化和间接氧化．将煤隔绝空气加强热得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的技术称为__________。
（2）煤在燃烧前、后及燃烧过程中均可采取措施减少有害气体的排放。
①在燃烧前，可以采用微生物脱硫技术。原理如下：

上述过程中Fe²⁺的作用为__________。写出的离子方程式______________。
②煤在燃烧时，进行脱硫处理，常采用_______燃烧技术，在把煤和脱硫剂加入锅炉燃烧室，使煤与空气在流化过程中充分混合、燃烧，起到固硫作用。常用脱硫剂的主要化学成分为_______(填化学式）。
③煤在燃烧后，烟气净化常采用除尘技术和脱硫、脱硝技术．湿法脱硫、脱硝技术中将烟气通入_______设备，用石灰水淋洗。

工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，除了含有大量硫酸外．还含有少量NH₄⁺、Fe³⁺、AsO₄^3-、Cl^-。为除去杂质离子，部分操作流程如下：

请回答问题：
（1）NH₄⁺在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH₄)₂SO₄和NH₄Cl形式存在．现有一份(NH₄)₂SO₄溶液，一份NH₄Cl溶液，(NH₄)₂SO₄溶液中c(NH₄⁺)恰好是NH₄Cl溶液中c(NH₄⁺)的2倍，则c[(NH₄)₂SO₄]_____c(NH₄Cl)(填：<、= 或 >) 。
（2）随着向废液中投入生石灰（忽略溶液温度的变化），溶液中______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）投入生石灰调节pH到2～3时，大量沉淀主要成分为CaSO₄·2H₂O[含有少量Fe(OH)₃]，提纯CaSO₄·2H₂O的主要步骤：向沉淀中加入过量_______，充分反应后，过滤、洗涤、______。
（4）25℃，H₃AsO₄电离常数为K₁=5.6×10^-3、K₂=1.7×10^-7、K₃=4.0×10^-12。当溶液中pH调节到8～9时，沉淀主要成分为Ca₃(AsO₄)₂.
①pH调节到8左右Ca₃(AsO₄)₂才开始沉淀的原因是________。
② Na₃AsO₄第一步水解的平衡常数数值为：________。
③已知：AsO₄^3-+2I^-+2H⁺= AsO₄^3-+I₂+H₂O，SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺。上述两个反应中还原性最强的微粒是_______。

某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，用此废料提取NiSO₄和Ni的流程如下：

已知：有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

（1）滤渣1的主要成分为。
（2）从滤液2中获得NiSO₄.6H₂O的实验操作、、过滤、洗涤、干燥。
（3）用离子方程式解释加入H₂O₂的作用。
（4）加NiO调节溶液的pH至5，则生成沉淀的离子方程式有。
（5）电解浓缩后的滤液2可获得金属镍，其基本反应原理如图：

①A电极反应式为和2H⁺+2e^- =H₂↑。
②若一段时间后，在A、B两极均收集到11.2L气体(标准状况下)，能得到Ni g。

（1）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸。
已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)△H="+180.5" kJ/mol
②N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)△H=－92.4 kJ/mol
③2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)△H=－483.6 kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为。
（2）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂ T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是 (填字母)。
③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1 mol N₂，n(H₂)=3mol，经过5 min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则v(NH₃)= 。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。

按要求回答下列问题：
（1）有下列六种物质：①碳60（C₆₀）晶体②硼晶体③Na₂O晶体④ CaF₂晶体⑤P₄O₁₀晶体⑥碳化硅晶体。其中属于离子晶体的是，属于分子晶体的是，属于原子晶体的是________________。
（2）有下列分子：HCN、P₄、SO₂、PCl₃、BF₃，其中属于非极性分子的是。
（3）有下列离子：SO₃^2-、SO₄^2-、CO₃^2-，其中空间构型为正四面体形的是，中心原子的杂化轨道类型属于sp²杂化的是。
（4）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca²^＋的配位数为___________；与每一个钙离子距离最近并且距离相等的钙离子有____________个。

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