15．實驗室里用硫酸廠燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬（FeSO₄•7H₂O），其過程如圖1所示：

（1）畫出鐵的原子結構示意圖，
（2）過程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應的化學方程式為4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S．
（3）過程③中，需要加入的物質名稱是Fe（或鐵）．過程④的實驗操作蒸發(fā)結晶．
（4）過程⑥中，將溶液Z加熱到70℃～80℃，目的是促進Fe³⁺的水解．
（5）8.34g FeSO₄•7H₂O樣品在隔絕空氣條件下受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線）如圖2所示．下列說法中正確的是D
A．溫度為78℃時固體物質M的化學式為FeSO₄•5H₂O
B．溫度為159℃時固體物質N的化學式為FeSO₄•3H₂O
C．在隔絕空氣條件下由N得到P的化學方程式為FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+SO₃↑
D．取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種固體物質Q，同時有兩種無色氣體生成，Q的化學式為Fe₂O₃
（6）實驗室為測定所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質量分數(shù)，進行下列實驗．①用分析天平稱取樣品2.700g；②將樣品溶于足量鹽酸后，加入足量的氯化鋇溶液；③過濾、洗滌、干燥、稱量，得固體質量為3.495g．若該聚鐵主要成分為[Fe（OH）SO₄]_n，則該聚鐵中鐵元素的質量分數(shù)為31.1%．

14．硫酸鉛廣泛應用于制造蓄電池、白色顏料等．利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣生產硫酸鉛的流程如下：
已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb，還含有少量Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質．25℃時，K_sp（CaSO₄）=4.9×10^-5，K_sp（PbSO₄）=1.6×10^-8．
回答下列問題：
（1）已知步驟Ⅰ中還原產物只有NO，浸出液中的金屬陽離子主要是Pb²⁺．分別寫出PbO、Pb與硝酸反應的化學方程式PbO+2HNO₃=Pb（NO₃）₂+H₂O、3Pb+8HNO₃=3Pb（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）若將步驟Ⅱ中的Pb²⁺完全轉化成PbSO₄沉淀，則溶液中的c（SO₄^2-）至少為：1.6×10^-3mol/L．
（3）母液可循環(huán)用于步驟Ⅰ，其可利用的溶質主要是HNO₃（填化學式），若母液中殘留的SO₄^2-過多，循環(huán)利用時可能出現(xiàn)的問題是浸出時部分Pb²⁺生成PbSO₄隨浸出渣排出，降低PbSO₄的產率．
（4）步驟Ⅲ中需用Pb（NO₃）₂溶液多次洗滌濾渣，分離得產品PbSO₄．目的是除去CaSO₄，離子反應方程式CaSO₄+Pb²⁺=PbSO₄+Ca²⁺．
（5）鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個電極上沉積的PbSO₄分別轉化為PbO₂和Pb，充電時陰極的電極反應式為PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-．

13．利用下圖裝置探究溫度對氨氣還原Fe₂O₃的影響（固定裝置略）．

完成下列填空：
（1）實驗時A中有大量紫紅色的煙氣，煙氣的主要成份是NH₃、H₂、I₂、HI，在上圖裝置中，堿石灰的作用是吸收混合氣體中的HI；
（2）裝置B中，Zn會與I₂發(fā)生反應，其反應化學方程式Zn+I₂═ZnI₂
-；
（3）按上圖裝置進行對比實驗，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置C加熱，反應產物均為黑色粉末  （純凈物），兩組分別用各自的產物進行以下探究，完成下列填空：

步驟	操作	甲組現(xiàn)象	乙組現(xiàn)象
1	取黑色粉末加入稀鹽酸	溶解，無氣泡	溶解，有氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	變紅	無明顯變化
3	向步驟2溶液中滴加新制氯水	紅色先變深后褪去	先變紅后也褪色

?乙組得到的黑色粉末是Fe；?步驟1甲組中反應的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（4）若裝置C中反應后的固體是Fe₂O₃和FeO組成的混合物．為確定其組成，取樣品7.84克，在加熱   條件下通入足量的氨氣，完全反應后，停止加熱，F(xiàn)e₂O₃和FeO都被還原為Fe，反應管中鐵粉冷卻后，稱得質量為5.6克，則混合物中Fe₂O₃和FeO的物質的量之比為2：1．

12．某小組欲探究Cl₂的化學性質，設計以下反應實驗Cl₂+KOH+KI→KIO_X+KCl+H₂O（未配平）
Ⅰ【實驗方案】實驗裝置如圖

A  MnO₂      B  飽和食鹽水     C  KI、KOH混合溶液    D  AgNO₃溶液
E  NaOH溶液       F 濃鹽酸
（1）儀器A的名稱蒸餾燒瓶，制備時加入MnO₂應多余理論量，其原因是氯氣過量有利于反應充分進行，裝置A、B中氯氣有殘留
（2）當D裝置中出現(xiàn)渾濁（或有白色沉淀） 時，停止加熱．
Ⅱ【檢驗產物】
①精確取C中液體20.00mL（均勻）于錐形瓶中，加入KI（過量）和足量稀硫酸
②向上述錐形瓶中滴加淀粉指示劑，溶液變藍，用0.5000mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至藍色剛好褪去，耗Na₂S₂O₃溶液25.20mL．
已知：原C中KI的濃度為0.1000mol/L；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
（1）寫出①的離子反應方程式（2x-1）I^-+IO_X^-+2xH⁺=xI₂+xH₂O
（2）計算，x=3.15，其與理論值相比偏高（高或低），主要原因是C中有殘余氯氣，會氧化KI生成I₂
（3）若想修正此誤差，可采取的方法是加熱煮沸所取的20.00mL液體，趕走溶在其中的氯氣
Ⅲ【探究反思】
同學甲提出反應歷程猜想
①Cl₂先和 I^-反應生成I₂，I₂再和Cl₂反應生成 IO_X^-
②Cl₂先和 OH^-反應生成 ClO^-，ClO^-氧化I^-直接生成IO_X^-
（1）甲同學在KI、KOH混合溶液中加入淀粉指示劑，滴入一滴新制氯水后，溶液迅速變藍，他認為此現(xiàn)象可證實猜想①
（2）甲同學想測滴入氯水后用pH試紙測溶液pH，從pH變化以進一步證實猜想．乙同學認為應用pH計實驗．pH試紙不宜使用的原因是溶液為藍色，影響pH試紙顏色觀察
（3）不斷加入氯水，由pH計測得數(shù)據(jù)作圖如下，請分別寫出圖象對應的猜想．

11．鐵及其化合物在生產和生活中有廣泛的應用．
Ⅰ、高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型凈水劑，工業(yè)上制備高鐵酸鈉的方法之一的反應原理為：Fe（OH）₃+NaClO+NaOH→Na₂FeO₄+X+H₂O，則X的化學式NaCl，反應中被氧化的物質是Fe（OH）₃（寫化學式）．
Ⅱ、鐵紅顏料跟某些油料混合，可以制成防銹油漆．工業(yè)制硫酸產生的硫酸渣中主要含F(xiàn)e₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制備鐵紅（Fe₂O₃）的過程如下：

已知：①

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

②FeS₂是一種黃色難溶于水的固體．
（1）酸溶過程中Fe₂O₃與稀硫酸反應的化學方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄） ₃+3H₂O；“濾渣A”主要成份的化學式為SiO₂．
（2）還原過程中加入FeS₂的目的是將溶液中的Fe³⁺還原為Fe²⁺，而本身被氧化為H₂SO₄，寫出該反應的離子方程式：FeS₂+14 Fe³⁺+8 H₂O=15Fe²⁺+2 SO₄^2-+16 H⁺．
（3）為了確保鐵紅的質量和純度，氧化過程中加NaOH調節(jié)溶液的pH的范圍是3.2～3.8；如果加NaOH調節(jié)溶液的pH=a，則濾液B中的c（Fe³⁺）=4×10^（4-3a）（25℃時，K_sp[Fe（OH）₃]=4×10^-38）
（4）濾液B中可以回收的物質有Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃、MgSO₄．

10．Ⅰ．為證明Fe³⁺具有較強的氧化性，甲同學做了如下實驗：將Cu片放入0.5mol/L Fe（NO₃）₃溶液中，觀察到Cu片逐漸溶解，溶液由黃色變?yōu)樗{綠色，由此甲同學得到Fe³⁺具有較強氧化性的結論．
乙同學提出了不同的看法：“Fe（NO₃）₃溶液具有酸性，在此酸性條件下NO₃^-也能氧化Cu”，并設計實驗進行探究．已知：

水解反應	平衡常數(shù)（K）
Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+	7.9×10-4
Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+	3.2×10-10
Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+	3.2×10-7

請回答：（1）請利用所提供的試劑，幫助乙同學完成實驗方案設計．
試劑：0.5mol/L Fe（NO₃）₃溶液、Cu片、精密pH試紙（0.5～5.0）、5mol/L硝酸鈉溶液、0.5mol/L硝酸鈉溶液、0.1mol/L稀鹽酸、蒸餾水．
方案測定硝酸鐵溶液的pH，再用硝酸鈉溶液和稀鹽酸配制成與硝酸鐵溶液PH相同、硝酸根離子濃度相同的溶液，將銅片加入到該溶液中，觀察二者是否反應．
（2）丙同學分別實施了甲、乙兩位同學的實驗方案，并在實驗過程中用pH計監(jiān)測溶液pH的變化，實驗記錄如下．

實驗內容	實驗現(xiàn)象
甲同學的實驗方案	溶液逐漸變成藍綠色，pH略有上升
乙同學的實驗方案	無明顯現(xiàn)象，pH沒有明顯變化．

①據(jù)實驗現(xiàn)象寫出發(fā)生反應的離子方程式：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺．
②導致實驗過程中溶液pH略有上升的可能原因是Fe³⁺變?yōu)镃u²⁺和Fe²⁺，水解能力下降．
③解釋乙同學的實驗現(xiàn)象在此酸性條件下NO₃^-不能氧化Cu．
（3）請你設計更簡便可行的實驗方案，幫助甲同學達到實驗目的將銅片放入0.5mol/L氯化鐵溶液中．
Ⅱ．聚合氯化鐵鋁（簡稱PAFC），其化學通式為[Fe_xAl_y（OH）_aCl_b•zH₂O]_m．某同學為測定其組成，進行如下實驗：①準確稱取4.505 0g樣品，溶于水，加入足量的稀氨水，過濾，將濾渣灼燒至質量不再變化，得到2.330 0g固體．②另準確稱取等質量樣品溶于水，在溶液中加入適量Zn粉和稀硫酸，將Fe³⁺完全還原為Fe²⁺．用0.100 0mol•L^-1標準KMnO₄溶液滴定Fe²⁺，消耗標準溶液的體積為20.00mL．③另準確稱取等質量樣品，用硝酸溶解后，加入足量AgNO₃溶液，得到4.305 0g白色沉淀．（相對原子質量或式量：Fe-56  Al-27  Cl-35.5  O-16  H-1  Fe₂O₃-160  Al₂O₃-102  AgCl-143.5  H₂O-18）
（4）若滴定管在使用前未用KMnO₄標準溶液潤洗，測得的Al³⁺含量將偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．
（5）通過計算確定PAFC的化學式[FeAl₃（OH）₉Cl₃•3H₂O]_m或FeAl₃（OH）₉Cl₃•3H₂O（寫出計算過程；不要求寫出反應方程式；m為聚合度，不必求出）．

9．NiSO₄•6H₂O是一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素）為原料獲得．操作步驟如下：

（1）向濾液Ⅰ中加入FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu²⁺、Zn²⁺等雜質，則除去Cu²⁺的離子方程式為：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺
（2）對濾液Ⅱ的操作，請回答：
①往濾液Ⅱ中加入H₂O₂的離子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2 H₂O
②調濾液ⅡpH的目的是除去Fe³⁺，其原理是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，檢驗Fe³⁺是否除盡的操作和現(xiàn)象是：用試管取少量濾液Ⅲ，滴加幾滴KSCN溶液，若無顏色變化，則Fe³⁺已除凈
（3）濾液Ⅲ溶質的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃過濾后得到NiCO₃固體，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO₄，這兩步操作的目的是增大NiSO₄的濃度，利于蒸發(fā)結晶（或富集NiSO₄）
（4）得到的NiSO₄溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等一系列操作可得到NiSO₄•6H₂O晶體，請回答：
①為了提高產率，過濾后得到的母液要循環(huán)使用，則應該回流到流程中的d位置（填a、b、c、d）
②如果得到產品的純度不夠，則應該進行重結晶操作（填操作名稱）
③理論上從100Kg 廢渣（Ni元素含量為59%）中可回收NiSO₄•6H₂O的質量為227 Kg．（Ni的相對原子質量為59，NiSO₄•6H₂O相對分子質量為227）

8．氯化亞銅（CuCl）常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空氣中迅速被氧化成綠色；見光則分解，變成褐色；下圖是工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生產CuCl的流程如下：
根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）該生產過程還可以與氯堿工業(yè)、硫酸工業(yè)生產相結合，工業(yè)生產硫酸的方法名稱是接觸法，現(xiàn)代氯堿工業(yè)的裝置名稱是離子交換膜電解槽．
（2）寫出生產過程中XFeYHCl （填化學式）
（3）寫出產生CuCl的化學方程式CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2 H₂SO₄．
（4）生產中為了提高CuCl產品的質量，采用抽濾或者減壓過濾法快速過濾，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌的目的是減少產品CuCl的損失；生產過程中調節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止CuCl的水解．
（5）在CuCl的生成過程中理論上不需要補充SO₂氣體，其理由是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O反應中生成的CuSO₄和 SO₂為1：1，CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2 H₂SO₄反應中消耗CuSO₄和SO₂也為1﹕1，所以理論上不需要補充SO₂氣體．
（6）在CuCl的生成過程中除環(huán)境問題、安全問題外，還應該注意的關鍵問題是生產中應防止CuCl的氧化和見光分解．

7．CoCl₂•6H₂O是一種飼料營養(yǎng)強化劑．以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質）制取CoCl₂•6H₂O的一種新工藝流程如圖：

已知：
①鈷與鹽酸反應的化學方程式為：Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑
②CoCl₂•6H₂O熔點86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110～120℃時，失去結晶水變成有毒的無水氯化鈷．
③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3
開始沉淀	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	9.2	5.2

請回答下列問題：
（1）在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點為減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；防止產品中混有硝酸鹽（寫兩點）．
（2）加入碳酸鈉調節(jié)pH至a，a的范圍是5.2～7.6；pH調至a后過濾，再用試劑X將濾液的pH調節(jié)至2-3，則所用的試劑X為鹽酸．
（3）操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶和過濾．
（4）制得的CoCl₂•6H₂O需減壓烘干的原因是降低烘干溫度，防止產品分解．
（5）為測定產品中CoCl₂•6H₂O含量，某同學將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO₃溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質量．通過計算發(fā)現(xiàn)產品中CoCl₂•6H₂O的質量分數(shù)大于100%，其原因可能是樣品中含有NaCl雜質，CoCl₂•6H₂O烘干時失去了部分結晶水（寫出兩個原因）．
（6）在實驗室中，為了從上述產品中獲得純凈的CoCl₂•6H₂O，常將制得的產品溶解于乙醚中，然后過濾、蒸餾（填實驗操作）獲得純凈的CoCl₂•6H₂O．

6．粉煤灰中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，某實驗室對其進行處理的流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH₄Fe（SO₄）₂、NH₄Al（SO₄）₂等，寫出生成NH₄Fe（SO₄）₂的化學方程式Fe₂O₃+4NH₄HSO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$2 NH₄Fe（SO₄）₂+2NH₃↑+3H₂O．在物質分類體系中，NH₄Fe（SO₄）₂、NH₄Al（SO₄）₂不屬于d（填字母）．
a．硫酸鹽         b．復鹽        c．強電解質        d．共價化合物
（2）濾渣B的主要成分為SiO₂，其與NaOH溶液反應的離子方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（3）已知K_SP[Fe（OH）₃]=4×10^-38，K_SP[Al（OH）₃]=1×10^-33．為實現(xiàn)步驟③的實驗目的，應使溶液中c（Fe³⁺）、c（Al³⁺）均小于或等于1×10^-9 mol•L^-1可認為完全沉淀，則溶液A至少應調節(jié)到pH=6；用NH₄HCO₃調節(jié)pH的實驗原理為H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑（用離子方程式表示）．
（4）實驗室進行第④步操作時，所需的儀器是酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架、玻璃棒、蒸發(fā)皿，得到的晶體主要成份是（NH₄）₂SO₄（填化學式）．第⑤步所加試劑D是NaOH溶液；第⑥步生成Al（OH）₃的離子方程式為[Al（OH）₄]^-+CO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．