某研究小組將一批廢棄的線路板經(jīng)濃硝酸和稀硫酸處理后得到一混合溶液,其中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金屬離子,并設(shè)計(jì)了以下兩種流程以分別制取CuSO₄·5H₂O晶體和AlCl₃
溶液:

已知:相關(guān)金屬離子開始沉淀至完全沉淀時(shí)的pH范圍為:

工業(yè)上以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如下圖所示。鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO₃)，其中一部分鐵元素在風(fēng)化過程中會(huì)轉(zhuǎn)化為＋3價(jià)。

已知：TiOSO₄遇水會(huì)水解。
(1)步驟②中，用鐵粉將Fe^3＋轉(zhuǎn)化為Fe^2＋的離子方程式為_______________________
(2)步驟③中，實(shí)現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的________(填字母序號(hào))。
a．熔、沸點(diǎn)差異　     b．溶解性差異　   c．氧化性、還原性差異
(3)步驟②、③、④中，均需要進(jìn)行的操作是________(填操作名稱)。
(4)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語用化學(xué)平衡理論解釋步驟④中將TiO^2＋轉(zhuǎn)化為H₂TiO₃的原理：
____________________________________________________________。
(5)利用生產(chǎn)過程中的廢液與軟錳礦(主要成分為MnO₂)反應(yīng)可生產(chǎn)硫酸錳(MnSO₄，易溶于水)，該反應(yīng)的離子方程式為__________________________________
(6)研究發(fā)現(xiàn)，用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF₂－CaO作電解質(zhì)，利用如圖所示裝置可獲得金屬鈣，并可以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。
寫出陽極的電極反應(yīng)式：_________________________

在制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，其原因是______________________________________(請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語解釋)。

上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe₂O₃)，具體生產(chǎn)流程如下：

試回答下列問題：
(1)濾液X中含有的金屬陽離子是______________(填離子符號(hào))。
(2)步驟Ⅲ中可選用________調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母)。

化工生產(chǎn)中常利用硫酸廠煅燒黃鐵礦石的燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO₂等)來制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO₄·7H₂O)，流程如     下：
 
(1)將過程②中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是________(填選項(xiàng)序號(hào))。
a．品紅溶液  b．紫色石蕊溶液   c．酸性KMnO₄溶液  d．溴水
(2)過程①中，F(xiàn)eS和O₂、H₂SO₄反應(yīng)的離子方程式為______________________
(3)過程③中，需加入的物質(zhì)是____________；反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________
用溶液Y制綠礬時(shí)，可取少量Y溶液于試管中，向試管內(nèi)加入少量的________________溶液，觀察溶液是否變?yōu)開_______色，以驗(yàn)證其中是否含有Fe^3＋。
(4)在實(shí)驗(yàn)室里，完成過程④中的____________(填操作名稱)，需要使用酒精燈、三腳架、坩堝鉗等，還需要的玻璃儀器有___________________________。
(5)過程⑥中，將溶液Z加熱到70～80℃，目的是____________________________________________________。
(6)實(shí)驗(yàn)室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：①用分析天平稱取2.700 g樣品；②將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過量的氯化鋇溶液；③過濾、洗滌、干燥、稱量，得固體質(zhì)量為3.495 g。若該聚鐵的主要成分為[Fe(OH)SO₄]_n，則聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末,取樣品進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)(部分產(chǎn)物略去):

(1)取少量溶液X,加入過量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上層清液,通入CO₂,無明顯變化,說明樣品中不含有的物質(zhì)是(填寫化學(xué)式)                                    。
(2)Z為一種或兩種氣體:
①若Z只為一種氣體,試劑a為飽和NaHCO₃溶液,則反應(yīng)Ⅰ中能同時(shí)生成兩種氣體的化學(xué)方程式是                                                。
②若Z為兩種氣體的混合物,試劑a為適量水,則Z中兩種氣體的化學(xué)式是       。
(3)向Y中通入過量氯氣,并不斷攪拌,充分反應(yīng)后,溶液中的陽離子是(填寫離子符號(hào))                 。
(4)取Y中的溶液,調(diào)pH約為7,加入淀粉KI溶液和H₂O₂,溶液呈現(xiàn)藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成。當(dāng)消耗2 mol I^-時(shí),共轉(zhuǎn)移3 mol電子,該反應(yīng)的離子方程式是                                                          。
(5)另取原樣品,加入足量稀硫酸充分反應(yīng)。若溶液中一定不會(huì)產(chǎn)生Y中的紅色固體,則原樣品中所有可能存在的物質(zhì)組合是(各組合中的物質(zhì)用化學(xué)式表示)                                                              。

某化學(xué)興趣小組用鋁土礦(主要成分為A1₂ O₃,還含有SiO₂及鐵的氧化物)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料,提取的操作過程如下:

(1)在過濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還需用到的玻璃儀器有           ;洗滌沉淀的操作是                                                                        。
(2)實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁的方案有多種。現(xiàn)提供鋁屑、氫氧化鈉溶液、稀硫酸三種藥品,若制備等量的氫氧化鋁,請(qǐng)你從藥品用量最少的角度出發(fā),設(shè)計(jì)出最佳實(shí)驗(yàn)方案(方案不必給出),寫出此方案中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:                                                                                                                               ,此方案中所用藥品的物質(zhì)的量之比是:n(Al)∶n(H₂SO₄)∶n(NaOH) =       。
(3)興趣小組欲對(duì)鋁土礦中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究:取少量固體,加入過量稀硝酸,加熱溶解;取少許溶液滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。由此得出鐵元素的價(jià)態(tài)為+3的結(jié)論。請(qǐng)指出該結(jié)論是否合理并說明理由                                                       。

電子工業(yè)常用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板。某工程師為了從廢液中回收銅,重新獲得FeCl₃溶液,設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)步驟:

寫出一個(gè)能證明還原性Fe比Cu強(qiáng)的離子方程式:                  。
該反應(yīng)在上圖步驟   中發(fā)生。請(qǐng)根據(jù)上述反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,在方框中畫出簡易裝置圖(標(biāo)出電極名稱、電極材料、電解質(zhì)溶液)。

氯化鐵是常見的水處理劑,無水FeCl₃易升華。工業(yè)上制備無水FeCl₃的一種工藝如圖所示:

（1）加入吸收塔的吸收劑X應(yīng)是   （填字母編號(hào)）。
a.NaOH溶液      b.飽和食鹽水        c.FeCl₂溶液      d.淀粉KI溶液
（2）取0.5 mL飽和FeCl₃溶液滴入50 mL沸水中,得紅褐色氫氧化鐵膠體,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                  。
（3）實(shí)驗(yàn)室中從FeCl₃溶液制得FeCl₃·6H₂O晶體的過程中,需先加入   且保持過量,然后進(jìn)行的操作依次為   、冷卻結(jié)晶、過濾。
（4）將H₂S氣體通入FeCl₃溶液中會(huì)出現(xiàn)渾濁,則其反應(yīng)的離子方程式為          。
（5）鐵鉻氧化還原液流電池是一種低成本的儲(chǔ)能電池,電池結(jié)構(gòu)如圖所示（電極材料為石墨）,工作原理為:Fe³⁺+Cr²⁺Fe²⁺+Cr³⁺
則電池放電時(shí),Cl^-將移向   極（填“正”或“負(fù)”）;充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為                  。

鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。請(qǐng)回答下列問題:
（1）工業(yè)上采用電解氧化鋁-冰晶石(Na₃AlF₆)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁:
2Al₂O₃ 4Al+3O₂↑加入冰晶石的作用:_______________________________。
（2）上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì),可用電解方法進(jìn)一步提純,該電解池中陽極的電極反應(yīng)式為　　　          　,下列可作陰極材料的是________________。
A.鋁材　         　B.石墨　         　C.鉛板　　           D.純鋁

（3）陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液,鋁陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________________。
（4）在鋁陽極氧化過程中,需要不斷地調(diào)整電壓,理由是____________              。
（5）下列說法正確的是　　　　。
A. 陽極氧化是應(yīng)用原電池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù)
B. 鋁的陽極氧化可增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能
C. 鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性,但耐磨性下降
D. 鋁的陽極氧化膜富有多孔性,具有很強(qiáng)的吸附性能,能吸附染料而呈各種顏色

某地有豐富的鋁土礦和石灰石資源，擬用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃,還有少量的Fe₂O₃、SiO₂）為原料冶煉鋁，工藝流程如下圖所示：

（1）原料A的名稱是             ，可循環(huán)使用的物質(zhì)的化學(xué)式式為             。
（2）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦從直接加入B溶液開始，則最終會(huì)對(duì)氧化鋁的生產(chǎn)產(chǎn)生的影響是       。
（3）寫步驟③的離子方程式             。
（4）步驟⑤是在鋁電解槽中進(jìn)行，電解槽的兩極材料均用石墨，寫出陰極的電極反應(yīng)方程式             。
（5）工業(yè)常用陽極氧化法使鋁的表面生成致密的氧化膜。如右圖是鋁陽極氧化實(shí)驗(yàn)裝置圖：a端是電源的        極。鋁片表面形成氧化鋁的原理是（用電極方程式表示）        ，        （填“能”或“不能”）用較濃NaCl溶液代替20%H₂SO₄作電解液進(jìn)行鋁的陽極氧化，若不能，請(qǐng)說明理由        。