2.1研究物质的实验方法 强化习题——苏教版（2020）必修第一册（word版 含解析）

2.1研究物质的实验方法——强化习题
一、选择题（共20题）
1．从青蒿中提取青蒿素的一种实验过程如下图所示：
下列选项中涉及本实验过程的操作并且图示正确的是
A． B．C． D．
2．将溶质质量分数为的浓硫酸稀释为的稀硫酸。下列说法错误的是
A．实验步骤：计算、量取、稀释、装瓶存放
B．实验仪器：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶
C．溶液稀释：稀释浓硫酸时将水沿烧杯内壁慢慢注入浓硫酸中，并不断搅拌
D．事故处理：浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用大量水冲洗，再涂上的碳酸氢钠溶液
3．将固体氯化钠和碘分离最好的方法是
A．升华 B．萃取 C．过滤 D．筛选
4．下列操作规范且能达到实验目的的是
用盐酸和块状制备 从红褐色溶液中分离出胶体 用和制备并收集 蒸发溶液制晶体
A B C D
A．A B．B C．C D．D
5．下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是
A B C D
除去SO2中的少量HCl 蒸馏时的接收装置 制乙炔的发生装置 准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液
A．A B．B C．C D．D
6．现有三组溶液：①汽油和氯化钠溶液；②20%的乙醇溶液；③氯化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是
A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液
C．蒸馏、萃取、分液 D．分液、蒸馏、萃取
7．中国古代文献《开宝本草》记载“(KNO3)所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋汁后，乃煎炼而成”，文中对硝酸钾提取过程不涉及到的操作是
A．溶解 B．蒸发 C．结晶 D．升华
8．进行化学实验或探究活动，都必须注意实验安全。下列实验操作合理的是
A．收集一小试管氢气，用大拇指堵住试管口，管口向上靠近火焰，检验氢气纯度
B．进行CO性质探究实验时，多余的CO应进行尾气处理
C．为防止药品污染，实验结束后，用剩的浓硝酸可倒入垃圾箱
D．为防止试管破裂，加热固体高锰酸钾制氧气时，试管口应向上倾斜
9．下列各种混合物中，能用分液漏斗进行分离的是
A．酒精和水 B．水和四氯化碳
C．碘和四氯化碳 D．汽油和植物油
10．“高氯酸是六大无机强酸之首”，溶液浓度达60%以上受热易分解，遇有机物易爆炸。现有70%的高氯酸商品需要进一步浓缩，下列操作正确的是
A．常压蒸馏
B．加入浓硫酸后，减压蒸馏
C．各仪器连接处的橡胶塞应塞紧，防止漏气蚀环境
D．为防止受热分解，应直接加氯化钙吸水后过滤
11．下列除去少量杂质所用试剂和方法均正确的是
序号 物质 杂质 试剂 主要操作
A KCl FeCl3 NaOH溶液 过滤
B CaCO3固体 CaO固体 —— 加热
C CO2 HCl NaOH溶液 洗气
D FeCl2 CuCl2 Fe 过滤
A．A B．B C．C D．D
12．下列操作或操作中使用的试剂正确的是
A．用酒精萃取碘水中的碘
B．称量NaOH固体时，将NaOH固体放在垫有滤纸的托盘上
C．用丁达尔效应可以区分氯化铁溶液和氢氧化铁胶体
D．分液时，分液漏斗中下层液体先从下口放出，上层液体再从下口流出
13．下列除去杂质的方法错误的是
A．除去乙醇中少量的乙酸，加入足量生石灰，过滤
B．除去CuCl2溶液中少量的FeCl3，加入足量CuO，充分反应后，过滤
C．除去Cl2中少量的HCl，先通入饱和NaCl溶液中，再用浓硫酸干燥
D．除去Fe2O3中少量的Al2O3，加入足量NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥
14．以下关于化学实验中“先与后”的说法中正确的是
①加热试管时，先均匀加热，后局部加热
②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制备氧气，用排水法收集气体后，先移出导管后撤酒精灯
③制取气体时，先检查装置气密性后装药品
④点燃可燃性气体如H2、CO等时，先检验气体纯度后点燃
⑤做CO还原CuO实验时，先通CO后加热CuO，反应完毕后，先撤酒精灯待试管冷却后停止通CO
⑥使用托盘天平称量物体质量时，先放质量较小的砝码，后放质量较大的砝码
A．①②③⑤ B．①②④⑤⑥ C．①②③④⑤ D．全部
15．下列实验操作中，完全正确的一组是
①试管夹夹持试管，试管夹从试管的底部向上套，夹在试管的中上部
②给盛有液体超过试管容积的试管加热
③将试管平放，用纸槽向试管里送入固体粉末后，然后使试管竖起来
④取用放在细口瓶里的液体时，取下瓶塞倒放在桌面上，倾倒液体时，标签向着地面
⑤将试剂瓶放在桌面上，再将塞子用力塞上
⑥用坩锅钳夹持加热后的蒸发皿
⑦将滴管垂直伸进试管内滴加液体
⑧稀释浓硫酸时，把水迅速倒进盛有浓硫酸的量筒中
⑨检验装置的气密性时，把导管的一端浸入水中，用手掌握住容器或用酒精灯微热
A．①③⑥⑨ B．①③④⑥⑨ C．①③④⑥⑦⑨ D．③④⑥⑦⑧
16．纳米材料Cu2O在光电领域有广泛应用。以硫酸厂的废渣(主要成分是CuO，含少量的Fe3O4、Fe2O3、SiO2、Al2O3等)为原料制备Cu2O的流程如图所示。已知：“还原”中氧化产物对环境友好。
下列判断正确的是
A．“酸浸”时发生了氧化还原反应
B．“除杂”得到的滤渣的主要成分是Fe2O3和Al2O3
C．试剂A可能是H2O2
D．制备14.4g Cu2O至少需要0.8g N2H4
17．下列是基元反应的是（ ）
A． B．H·+O2→·OH+·O
C． D．
18．实验是化学研究的基础，关于下列各实验装置图的叙述中，不正确的是（ ）
A．装置①常用于分离互溶的液体混合物
B．装置②可用于吸收HCl气体，并防止倒吸
C．以NH4Cl为原料，装置③可用于实验室制备少量NH3
D．装置④b口进气可收集H2、NH3等气体
19．某化学兴趣小组设计实验利用苯甲酸（沸点249℃）和异丙醇（沸点82℃）制备苯甲酸异丙酯（沸点218℃），实验装置如图：
实验步骤：①在图甲干燥的仪器a中加入反应物苯甲酸、异丙醇和催化剂浓硫酸，再加入几粒沸石；②加热至70 ℃左右，保持恒温半小时；③将仪器a中反应后的液体用图乙所示装置进行精制得到产品。下列说法不正确的是
A．在仪器a中加入三种试剂的先后顺序是：浓硫酸、异丙醇、苯甲酸
B．加入的苯甲酸和异丙醇中，需过量的是苯甲酸
C．实验采用水浴加热，若温度过高会使产率减小
D．步骤③操作时应收集218 ℃的馏分，如果温度计水银球偏下，则收集的精制产品中可能混有的杂质为异丙醇
20．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是
操作 现象 结论
A 向无水乙醇中加入浓H2SO4，加热至170℃产生的气体通入酸性KMnO4溶液 红色褪去 产生了乙烯
B 滴加氯水和CCl4，振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有I－
C 向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2 溶液变浑浊 析出了NaHCO3
D 滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH4＋
A．A B．B C．C D．D
二、综合题（共4题）
21．Ⅰ某化工厂以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如下图：
查阅资料得知：
i．常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能氧化Cr3+。
ii．相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Fe3+ Al3+ Cr3+ Fe2+ Bi3+
开始沉淀的pH 2.7 3.4 5.0 7.5 0.7
沉淀完全的pH 3.7 4.9 5.9 9.7 4.5
回答下列问题：
(1)固体A的主要成分为____________________填化学式。
(2)步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液，此时溶液pH要调到5的目的是______________。
(3)写出④反应的离子反应方程式：____________________________。
(4)取一定质量的固体D溶解于200mL的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示，则加入NaOH溶液体积为200~240mL时发生反应的化学方程式为____________________________，固体D中含铁化合物的物质的量为____________。
Ⅱ经检测该化工厂的工业废水中含的，其毒性较大。该化工厂的科研人员为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料的化合价依次为+3、+2)，又设计了如下工艺流程：
(5)第①步反应的离子方程式为__________________________。
(6)欲使1L该废水中的完全转化为。理论上需要加的质量为________已知的摩尔质量为278g/mol。)
22．三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O)用作聚氯乙烯的热稳定剂。用废旧铅蓄电池的填充物能制得三盐基硫酸铅，其工艺流程如下：
已知：① 废旧铅蓄电池填充物的主要成分有PbO、PbO2、PbSO4；
② Pb(NO3)2易溶于水，Ksp(PbSO4)＝1.80×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.44×10－13。
请回答下列有关问题：
(1) 铅蓄电池在放电过程中，正极上发生的电极反应式为___________。
(2) 已知①中PbO2转化为PbCO3，该转化过程的离子方程式为___________。
(3) 测得滤液Ⅰ中c(SO)＝0.1 mol·L－1，则该滤液中c(CO)＝___________mol·L－1。
(4) 已知②中铅的浸出率与温度的关系如下图所示：
当温度高于T0时，铅的浸出率降低的原因可能有___________。
(5) 该流程中可循环利用的物质为___________(填名称)。
(6) ④中所发生反应的化学方程式为___________。
23．硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如图：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是___。
(2)步骤②需要加热的目的是___，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是___。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为___(填标号)。
(3)步骤③中加入足量的H2O2后发生的离子反应方程式为___。同时溶液的pH要保持小于0.5，其原因是___。
(4)步骤⑤的具体实验操作有___，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为____。
24．可制备锂离子电池正极材料．一种工业废料的主要成分有、、、、等，现以其为原料制备(部分条件未给出)：
已知：常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的见表：
开始沉淀时的 3.9 2.2 6.9 8.6
沉淀完全时的 4.7 3.2 8.3 10.6
回答下列问题：
(1)“混合研磨”的目的为_______________________．
(2)常温下，_____________；“氧化、调”时若不加，可能造成的后果为______________．
(3)“调”的范围为_____________．
(4)“沉锰”时的离子方程式为____________．
(5)某锂离子电池的电池反应是：，负极的电极反应式是______________．
答案解析部分
1．D
【分析】
操作X后得到提取液和残渣，所以应为过滤；操作Y之后得到青蒿素的乙醚溶液，则Y为萃取、分液；操作Z可以分离乙醚和青蒿素和乙醚，则Z为蒸馏。
【详解】
A．本实验装置所示的操作为蒸发结晶，该实验过程没有涉及，A不符合题意；
B．本实验装置所示的操作为蒸馏，该实验装置中牛角管与锥形瓶连接时不能完全封闭，应该与空气相通，操作错误，B不符合题意；
C．本实验装置所示的操作为过滤，该实验装置中漏斗下口尖嘴应该紧贴烧杯内壁，操作错误，C不符合题意；
D．本实验装置所示的操作为分液，该实验装置符合分液操作要求，D符合题意；
综上所述答案为D。
2．C
【详解】
A．实验过程中首先计算所需水的质量，再用量筒量取，然后将浓硫酸加入烧杯中稀释，最后转移到试剂瓶中保存，故A正确；
B．量取浓硫酸和水均需用到量筒，浓硫酸需在烧杯中稀释，用玻璃棒搅拌，最后转移到细口瓶中，故B正确；
C．稀释浓硫酸时将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并不断搅拌，故C错误；
D．浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用大量水冲洗，起到稀释并散热的作用，防止皮肤灼伤，最后涂上的碳酸氢钠溶液中和残留的酸，故D正确；
故选：C。
3．A
【详解】
因固体碘易升华，NaCl加热不反应，则利用加热升华法分离固体氯化钠和碘最好；
故选A。
4．A
【详解】
A．固液制取气体，可用启普发生器，盐酸和块状制备可用启普发生器，A正确；
B．胶体可透过滤纸，不能通过过滤的方法分离氢氧化铁胶体，可以采用渗析法，B错误；
C．氨气密度小于空气，收集应用向下排空气法，C错误；
D．蒸发时应选用蒸发皿而不是瓷坩埚，D错误；
答案选A。
5．A
【详解】
A．氯化氢和亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫，可以除去SO2中的少量HCl，A正确；
B．蒸馏时接收馏分的锥形瓶不能用塞子塞，否则锥形瓶中气压过大会导致安全事故，B错误；
C．电石和水反应速率太快，不应该使用长颈漏斗，应该使用分液漏斗控制液体的滴加速率，C错误；
D．重铬酸钾具有强氧化性，能氧化橡胶而不能用碱式滴定管，应该用酸式滴定管，D错误；
故选A。
6．D
【详解】
①汽油和氯化钠溶液为互不相溶的液体，应采用分液的方法分离；
②乙醇和水为互溶的液体，沸点有一定差距，应采用蒸馏的方法分离；
③Br2易溶于有机溶剂（如CCl4），而NaCl在有机溶剂（如CCl4）中几乎不溶，应采用萃取的方法分离；
综上所述，采用的方法分别为分液、蒸馏、萃取，故选D。
7．D
【详解】
A．“扫取以水淋汁”的意思是加水将硝酸钾溶解，涉及溶解操作，故A不符合题意；
B．“煎炼”的意思是蒸发，涉及蒸发操作，故B不符合题意；
C．“煎炼而成”的意思是通过加热，经蒸发结晶得到硝酸钾固体，故C不符合题意；
D．升华操作适用于分离固体混合物，其中一种固体易升华成气体，题中没有涉及升华，故D符合题意；
答案选D。
8．B
【详解】
A．检验氢气纯度时，由于氢气密度比空气小，管口应该向下靠近火焰，故A错误；
B．CO有毒，是大气污染物，不能随意排放，以免污染环境，多余的CO应进行尾气处理，故B正确；
C．为防止二次污染等事故，用剩的浓硝酸不能倒入垃圾箱，应倒入指定容器，故C错误；
D．为防止水蒸气冷凝回流导致试管破裂,加热固体时,试管口应向下倾斜，故D错误；
故答案为B。
9．B
【分析】
能用分液漏斗分离的物质，应为互不相溶的液体，据此分析判断。
【详解】
A．水和酒精互溶，不能用分液漏斗进行分离，故A不选；
B．四氯化碳和水互不相溶，可以用分液漏斗分离，故B选；
C．碘和四氯化碳互溶，不能用分液漏斗进行分离，故C不选；
D．汽油和植物油互溶，不能用分液漏斗进行分离，故D不选；
故选B。
10．B
【详解】
A．溶液浓度达60%以上受热易分解，所以70%的高氯酸不能用常压蒸馏，A错误；
B．减压是防止变热会爆炸，加入浓硫酸是为了吸收水分，B正确；
C．橡胶塞是有机物，热的浓高氯酸遇有机物易爆炸，不能用橡胶塞连接，C错误；
D．高氯酸能和氯化钙反应，D错误；
故选B。
11．D
【详解】
A．应加入KOH除杂，加入NaOH会引入新杂质NaCl，故A错误；
B．碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，没有将氧化钙除去，反而除去了碳酸钙，不符合除杂原则，故B错误；
C．二氧化碳和HCl都能被氢氧化钠溶液吸收，不符合除杂原则，故C错误；
D．加入铁粉，铁与铜离子发生置换反应生成铜和氯化亚铁，然后过滤可以除杂，故D正确；
故选D。
12．C
【详解】
A．酒精与水互溶，不能作为萃取剂，A项错误；
B．氢氧化钠固体吸收空气中的水分和二氧化碳，同时氢氧化钠固体具有较强的腐蚀性，可以腐蚀滤纸，所以不能放在滤纸上称量，B项错误；
C．胶体能产生丁达尔效应，溶液不可以，因此可用丁达尔效应可以区分氯化铁溶液和氢氧化铁胶体，C项正确；
D．分液时，分液漏斗中下层液体先从下口放出，上层液体再从上口倒出，D项错误；
答案选C。
13．A
【详解】
A．除去乙醇中少量的乙酸，加入足量生石灰，乙酸与CaO反应，然后蒸馏，故A错误；
B．除去CuCl2溶液中少量的FeCl3，加入足量CuO，调节pH，使Fe3+水解为氢氧化铁沉淀，充分反应后，过滤，故B正确；
C．氯气难溶于饱和NaCl溶液，除去Cl2中少量的HCl，先通入饱和NaCl溶液中，再用浓硫酸干燥，故C正确；
D．Al2O3和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，除去Fe2O3中少量的Al2O3，加入足量NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，故D正确；
选A。
14．C
【详解】
①试管加热时为防止局部骤热发生爆炸，先均匀加热，后局部加热，①正确；
②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制备氧气，用排水法收集气体后，为防止倒吸现象，要先移出导管后撤酒精灯，②正确；
③制取气体时，一定要先检查装置气密性后装药品，③正确；
④点燃可燃性气体如H2、CO等时，为防止爆炸要验纯后点燃，④正确；
⑤做CO还原CuO实验开始时要排除空气，先通入CO，结束时要防止金属铜被氧气氧化，先撒酒精灯待试管冷却后停止通CO，⑤正确；
⑥使用托盘天平称量物体质量时，先放质量较小的砝码，后放质量较大的砝码，最后移动游码，⑥错误；正确操作是①②③④⑤，故合理选项是C。
15．A
【详解】
①用试管夹夹持试管时，试管夹从试管底部往上套，夹在试管的中上部，故①正确；
②给盛有液体的试管加热时，液体体积不能超过试管容积的1/3，故②错误；
③将试管平放，用纸槽往试管里送入固体粉末后，然后竖立试管，故③正确；
④取用放在细口瓶中的液体时，取下瓶塞倒放在桌面上，倾倒液体时，瓶上的标签向着手心，故④错误；
⑤不能将烧瓶放在桌上用力塞紧塞子，这样容易把烧瓶损坏，故⑤错误；
⑥用坩埚钳夹取加热后的蒸发皿，不可用手直接拿，故⑥正确；
⑦不能将胶头滴管伸进试管内滴加液体，故⑦错误；
⑧稀释浓硫酸时，不能在量筒中进行，也不能把水迅速倒入盛有浓硫酸中，这样易引起暴沸使硫酸飞溅，故⑧错误；
⑨检验装置的气密性时，把导管的一端浸入水中，用手捂住容器的外壁或用酒精灯微热，如不漏气，则出现气泡，故⑨正确；
故选A。
16．C
【详解】
A．酸浸时，稀硫酸与CuO、Fe3O4、Fe2O3、Al2O3等发生复分解反应，A错误；
B．“除杂”前溶液中主要含有铜离子、铁离子、铝离子，加入试剂B调节pH除去铝离子、铁离子，得到的滤渣的主要成分是氢氧化铁和氢氧化铝，B错误；
C．加入试剂A的目的是将亚铁离子氧化成铁离子，且要不引入新杂质，故试剂A可能是H2O2，C正确；
D．“还原”中氧化产物对环境友好，故N2H4作还原剂生成氮气，要制备14.4g Cu2O转移电子0.2mol，则至少需要0.05mol N2H4，质量为1.6g，D错误；
答案选C。
17．BC
【分析】
在一次化学行为中就能完成反应，这种反应成为基元反应。
【详解】
A. 氢气和氧气的反应要经过多步反应才能完成，不属于基元反应，故A错误；
B. H·和O2是经过一步就能完成的反应，属于基元反应，故B正确；
C. 氢离子和氢氧根的中和反应是一步进行的，属于基元反应，故C正确；
D. 氧气转化成臭氧的反应要经过多步反应才能完成，不属于基元反应，故D错误；
故选BC。
18．BC
【详解】
A．沸点不同且互溶的液体采用蒸馏的方法进行分离，故A正确；
B．HCl极易溶于水，该装置没有缓冲装置，能形成倒吸现象，如果将苯换为四氯化碳能防止倒吸，故B错误；
C．加热时，氯化铵分解生成氨气和氯化氢，在试管口，氯化氢和氨气立即反应生成氯化铵而得不到氨气，故C错误；
D．常温下，氢气和氨气与氧气都不反应，且密度小于空气，所以可以采用向下排空气法收集，故D正确；
故选：BC。
19．AB
【详解】
A．浓硫酸和其他液态物质混合时应注意实验安全，一般都是将浓硫酸沿玻璃棒或容器壁缓缓注入其他液体中，边注入边搅拌，所以酯化反应实验中，一般先加入密度最小的醇，再加入羧酸，最后加入浓硫酸，故A错误；
B．油水分离器中水层高低的变化可以显示生成物水的量，据此可以判断酯化反应是否达到平衡；由于酯化反应属于可逆反应，所以其中一种物质过量，既可以使平衡向正反应方向移动，又可以提高另外一种物质的转化率，由题中数据知，异丙醇的沸点低，易挥发，异丙醇应过量，故B错误；
C．有机物一般都易挥发，根据题给各物质的沸点，温度过高，容易造成反应物挥发而损失，从而降低产率，故C正确；
D．步骤③操作时应收集218 ℃的馏分，如果温度计水银球偏下，则蒸馏烧瓶支管口处温度比温度计所测量的温度低，会有沸点较低的杂质逸出，则收集的精制产品中可能混有的杂质为异丙醇，故D正确；
答案选AB。
20．BC
【详解】
A．浓硫酸具有脱水性和强氧化性，生成乙烯的同时可生成二氧化硫气体，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A错误；
B．呈紫色说明有I2生成，说明I-被氯水氧化，故B正确；
C．NaHCO3比Na2CO3溶解度小，向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，溶液变浑浊，可说明生成NaHCO3，故C正确；
D．氨气易溶于水，加入稀NaOH溶液，难以挥发出氨气，应用浓NaOH溶液或加热才可生成氨气，故D错误；
故答案选：BC。
21．SiO2 使、均完全转化为和沉淀而除去，而不沉淀 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=2+3Na++3Bi(OH)3 NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O 0.1mol +14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O 13.9
【分析】
铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)中加入过量硫酸，FeO、Cr2O3、Al2O3溶解生成Cr2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3，从而得到溶液B，沉淀A为SiO2；溶液B中加入H2O2，Fe2+被氧化为Fe3+，得到溶液C；调节pH使Fe3+、Al3+全部转化为沉淀，得到固体D，所得溶液E中主要含有Cr3+；加入NaBiO3和少量NaOH溶液，此时生成的Bi3+转化为Bi(OH)3沉淀，Cr3+被氧化为，得到溶液F；将溶液F酸化，CrO42-转化为，得到溶液H；蒸发结晶得到红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，据此分析解答。
【详解】
Ⅰ(1)由以上分析知，固体A的主要成分为SiO2；
(2)步骤③中，需将Al3+、Fe3+除去，于是加入了氢氧化钠溶液，此时溶液pH要调到5.0的目的是使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，而Cr3+不沉淀；
(3)步骤④中，加入NaBiO3和少量NaOH溶液，此时生成的Bi3+转化为Bi(OH)3沉淀，Cr3+被氧化为，反应的离子反应方程式：3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=2+3Na++3Bi(OH)3；
(4)从图中可以看出，NaOH溶液的体积，从200mL增加到240mL，主要是将Al(OH)3转化为AlO，发生反应的化学方程式为NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O；则将Al3+转化为Al(OH)3，需要消耗NaOH溶液40mL×3=120mL，则Fe3+转化为Fe(OH)3需消耗NaOH溶液200mL-20mL-120mL=60mL，n[Fe(OH)3]= ×5 mol/L×0.06L=0.1mol；
Ⅱ(5)第①步操作，Fe2+将还原为Cr3+，Fe2+转化为Fe3+，发生反应的离子方程式为+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
(6)欲使1 L该废水中的n()=5.00×10-3mol/L×1L=5.00×10-3mol，依据质量守恒，完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4的物质的量为0.02mol，理论上需要加FeSO4·7H2O的物质的量为0.02mol×2.5=0.05mol，质量为0.05mol×278 g/mol =13.9g。
22．PbO2＋＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O PbO2＋＋＋H2O=PbCO3↓＋＋2OH－ 8.0×10－7 硝酸的挥发速率和分解速率加快 硝酸 4PbSO4＋6NaOH=3PbO·PbSO4·H2O＋3Na2SO4＋2H2O
【详解】
(1)铅蓄电池正极材料为PbO2，负极材料为Pb，硫酸溶液作电解液，两极均生成难溶物PbSO4，正极上，PbO2发生还原反应生成的Pb2＋与结合生成PbSO4：PbO2＋＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O；
(2)根据“①中PbO2转化为PbCO3”发生了还原反应，结合流程①中所加试剂可确定Na2SO3为该反应的还原剂，再根据“Ksp(PbSO4)＝1.80×10－8＞Ksp(PbCO3)＝1.44×10－13”，说明反应生成了更难溶的PbCO3；根据得失电子守恒有PbO2＋＋ ——PbCO3↓＋，再根据电荷守恒有PbO2＋＋——PbCO3↓＋SO＋2OH－(根据所加Na2CO3和Na2SO3溶液均水解显碱性)，最后根据原子守恒得PbO2＋＋＋H2O=PbCO3↓＋＋2OH－；
(3)①中存在“PbSO4转化为更难溶的PbCO3”，结合(2)中分析知，滤液Ⅰ中的PbSO4和PbCO3均处于沉淀溶解平衡状态，则有==，将“Ksp(PbSO4)＝1.80×10－8、Ksp(PbCO3)＝1.44×10－13、c()＝0.1 mol·L－1”代入上式解得c()＝8.0×10－7 mol·L－1；
(4)根据流程图知，②中反应为“PbO和PbCO3”与硝酸的反应，加热有利于反应的进行，铅的浸出率升高，但是，由于硝酸沸点低，易挥发，硝酸不稳定，受热易分解，故当温度高于T0时，硝酸的挥发速率和分解速率加快，不利于②中反应的进行，导致铅的浸出率降低；
(5) ②中，PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2，③中，向Pb(NO3)2中加稀硫酸转化成PbSO4沉淀和硝酸，由此确定滤液Ⅱ为稀硝酸，HNO3在反应流程中可循环利用(即在②中加以循环利用)；
(6) 根据流程图分析知，④中的反应物有PbSO4和NaOH，生成物之一为3PbO·PbSO4·H2O，然后利用原子守恒可写出④中所发生反应的化学方程式为4PbSO4＋6NaOH=3PbO·PbSO4·H2O＋3Na2SO4＋2H2O。
23．用热的氢氧化钠溶液洗涤 加快反应速率 水浴加热 C 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 抑制Fe3+水解 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 NH4Fe(SO4)2·12H2O
【分析】
废铁屑中含有油污，油污在碱性条件下水解，且碱和Fe不反应，所以可以用碱性溶液除去废铁屑中的油污，将干净铁屑进入稀硫酸中并加热，稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤除去废渣得到滤液，滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁，然后向滤液中加入H2O2，Fe2+被氧化生成Fe3+而得到硫酸铁溶液，然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体，然后通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体，以此解答该题。
【详解】
(1) 用热的氢氧化钠溶液洗涤铁屑表面的油污后，再用水洗涤铁屑表面附着物；
(2)加热可以加快化学反应速率，进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80～95℃，可采取热水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀硫酸反应生成酸性气体硫化氢，可用碱液吸收，并用倒扣漏斗，既能充分吸收又能防止倒吸，答案选C；
(3) 步骤③中加入足量的H2O2后将全部氧化为，发生的离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；同时溶液的pH要保持小于0.5，以抑制Fe3+水解；
(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体，先加热浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥即可；
(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1mol，加热到150℃，失去1.5mol(即27g)水，质量减轻5.6%，则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为，的相对分子质量为266，则剩余部分为水，，故硫酸铁铵晶体的化学式为。
24．增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 无法将铁元素完全分离
【详解】
(1)“混合研磨”的目的为增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；
(2)沉淀完全时的金属离子浓度相同，由题中已知条件可知，，则有；“氧化、调”时氧化的目的是将过量的氧化成，以便沉淀分离，若不加，可能造成的后果为所调pH并不能将沉淀，导致铁元素无法完全分离，同时会使后续金属资源混有杂质；
(3)“调”是为了沉淀Al3+，同时不沉淀Mn2+，使两种元素完全分离，其pH范围为；
(4)根据溶液中离子存在状态以及产物分析，“沉锰”时的离子方程式为；
(5)某锂离子电池的电池反应是：，负极的电极反应式是，正极的电极反应式是。