陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-11铝及其化合物

这是一份陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-11铝及其化合物，共21页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。

陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-11铝及其化合物

一、单选题
1．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）化学与生活、环境密切相关。下列说法错误的是
A．明矾、ClO2、K2FeO4单独使用，均可对饮用水进行消毒杀菌
B．二氧化硫具有还原性，可适量添加在葡萄酒中作抗氧化剂
C．用活性炭除汽车里异味的过程为物理变化
D．氮氧化物的大量排放会导致光化学烟雾和硝酸型酸雨
2．（2023·陕西咸阳·统考一模）由短周期元素组成的中学常见物质A、B、C、D、E、X存在如图所示的转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列推断错误的是

A．若D是白色沉淀，D与A的摩尔质量相等，则X可能是铝盐
B．若A是金属单质，B和D的反应可能是
C．若D是，则A可能是，X只有2种同素异形体
D．若A是氯气，X是，C是气体，则D和E能发生反应
3．（2023·陕西商洛·统考三模）根据下列实验操作和现象能推出相应结论或目的的是
选项
实验操作和现象
实验目的或结论
A
向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀
和发生了相互促进的水解反应
B
向溶液中加入溶液，出现白色沉淀，再加入几滴的溶液，有黑色沉淀生成
证明的溶解度大于的溶解度
C
向溶液中滴加饱和溶液，有红褐色物质产生
制备胶体
D
向溶液中通入气体，产生黑色沉淀
氢硫酸为强酸
A．A B．B C．C D．D
4．（2022·陕西安康·统考模拟预测）铝及其部分化合物的“价类二维图”如图所示。下列说法错误的是

A．反应⑤⑥基本类型相同
B．反应①⑥所加试剂可能相同
C．1mola完全转化为b时失去3mol电子
D．物质的类别处“”代表偏铝酸盐
5．（2022·陕西咸阳·统考一模）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的。下列说法正确的是
A．0.1mol的YX-中含有0.9NA个电子
B．最高价氧化物对应的水化物碱性：M>Z
C．简单离子半径：Z>M>Y
D．室温下，M可溶于浓NaOH溶液并产生气泡
6．（2022·陕西渭南·统考一模）下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是
A．使pH试纸显深红色的溶液中：Fe3+、SO、S2-、Cl-
B．与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Al3+、Na+、SO
C．使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：SO、Na+、CO、K+
D．水电离的OH-浓度为10-12mol·L-1的溶液中：Mg2+、NH、AlO、SO
7．（2021·陕西咸阳·统考三模）赤泥是铝土矿生产Al2O3过程中产生的一种固体废弃物，现设计从赤泥中(含Fe2O3、Al2O3、Ga2O3)提取镓(Ga)的工艺如图所示，下列说法错误的是

已知：Ga2O3与Al2O3性质相似，能与NaOH反应生成可溶性盐NaGaO2。
A．浸渣A的主要成分是Fe2O3
B．溶液B中含有金属元素的离子主要有Na+、Al3+
C．通过萃取、反萃取的操作可实现Ga元素的富集
D．电解过程中阴极的电极反应式为+2H2O+3e− =4OH−+Ga
8．（2021·陕西咸阳·统考一模）如图所示化合物是一种常用的分析试剂，其中为原子序数依次增大的同一短周期元素，且原子序数依次相差2，元素的阴离子与具有相同的核外电子层结构。下列叙述正确的是

A．气态氢化物的稳定性： B．的溶液，
C．与形成的二元化合物与水反应，元素的化合价不变 D．与同族且相邻的元素的最高价氧化物对应的水化物具有两性

二、工业流程题
9．（2023·陕西西安·统考二模）HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。

已知：I.MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II.高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
III.Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
请回答下列问题：
(1)请写出“气体”中属于最高价氧化物的电子式： 。
(2)请写出“焙烧”过程中MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式： ， 。
(3)“浸渣”的成分为 (填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有 (填化学式)。
(4)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为 、 。

(5)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式： 。
(6)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2++HS-=CuS+H+的K= 。
10．（2023·陕西商洛·统考三模）固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3，SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。
  
请回答下列问题：
(1)LATP中钛的化合价为 价。
(2)“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。
(3)“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。
(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是 。
(5)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为 。
(6)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。
  
(7)常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4+)≤1.0×10-5mol·L-1时可认为Ti4+沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c()最低为 mol·L-1。
11．（2022·陕西咸阳·统考一模）叶蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8，还含有Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质]，利用该矿物生产铁红(Fe2O3)和碱式碳酸镁的工艺流程如图所示：

请回答下列问题：
(1)“转化”步骤中，温度通常控制在50~60℃，其原因是 ，可采取的最佳加热方式为 。
(2)滤渣1主要成分的化学式为 。
(3)加入溶液X进行分离的是 和 (填离子符号)。
(4)“沉镁”步骤中氨水加入的量不能太多，否则MgCO3·3H2O的产率会降低，其原因是 (用离子方程式表示)。
(5)碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂，试分析碱式碳酸镁能够阻燃的原因： (写出一点即可)。
12．（2022·陕西渭南·一模）聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

(1)反应中副产品a是 (用化学式表示)。
(2)升高pH至4.0～5.0的目的是 。
(3)生产过程中可循环使用的物质是 (用化学式表示)。
(4)为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用 (填编号)。
a．NaOH     b．Al　    c．氨水　    d．Al2O3　    e．NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m，
①称取a g晶体，制成粉末，加热至质量不再变化为止，称量为b g。此过程可能用到的下列仪器有 。
a．蒸发皿　  b．坩埚　　c．研钵　　 d．试管
②另取a g晶体，进行如下操作：用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→称量为c g。A试剂为 (填试剂名称)，C操作为 (填操作名称)
13．（2021·陕西安康·统考一模）PFASS(聚合硫酸铁铝硅)是一种高效混凝剂，由PSA(聚硅酸)与PFAS(聚合硫酸铁铝)按一定比例混合聚合得到，以硫铁矿烧渣(含Fe2O3、FeO、SiO2及Al2O3)和水玻璃为原料制取PFASS的工艺流程如下：

已知：①碱化度。
②难溶于水。
回答下列问题：
(1)“酸溶”时为提高铁、铝的浸出率可采取的措施是 、 。(任写2点)
(2)“过滤”所得滤渣为 (填化学式)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“检测”氧化后溶液中Fe3+、Al3+的浓度，目的是 。
(5)“调节碱化度”时，与溶液中H+反应的离子方程式为 。若溶液的碱化度过大，PFASS的产率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是 。
(6)PFASS的组成可表示为，、、、应满足的关系是 。
14．（2021·陕西·校考一模）五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源。回收工艺流程如下：

已知：①“酸浸”时V2O5和V2O4先与稀硫酸反应分别生成VO和VO2+。
②有机萃取剂萃取VO2+的能力比萃取VO的能力强。
③溶液中VO与VO可相互转化：VO+H2OVO+2H+且NH4VO3为沉淀
(1)“酸浸”时，FeSO4参与反应的离子方程式为 。
(2)“萃取”和“反萃取”时，将发生R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)(R表示VO2+，HA表示有机萃取剂)，“反萃取”加入试剂 。(填化学式)
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。
(4)“沉钒”时，通入氨气的作用是 ，以沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂V的质量之比)表示该步反应钒的回收率。请解释如图温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是 。

(5)该工艺流程中，可以循环使用的物质有 。
(6)25.35gMnSO4·H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。

①300℃时，所得固体的化学式为 ，850℃时，所得固体的化学式为 。
②1150℃时，反应的化学方程式为 。

三、元素或物质推断题
15．（2021·陕西咸阳·统考一模）是中学常见的几种化合物，相关物质间的转化关系如图所示：

已知：是生活中常见的金属单质，都是氧化物且A是红棕色粉末。回答下列问题：
(1)单质X与A反应的化学方程式是 。
(2)若试剂1和试剂2均为强电解质。
①若试剂1为强碱，则试剂1与B反应的离子方程式为 。
②若试剂1和试剂2为同种物质，则C溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)若试剂2是稀硝酸。
①写出单质Y与稀硝酸反应生成E的离子方程式 。
②可用于检验D的阳离子的试剂是 。

参考答案：
1．A
【详解】A．明矾因为具有吸附性起到净水作用，不能消毒杀菌，A错误；
B．二氧化硫具有还原性，能抑制葡萄酒中的多种氧化酶活性，从而抑制酶促氧化，B正确；
C．活性炭因其为多孔结构，有吸附性，去除异味属于物理变化，C正确；
D．氮氧化物与水反应生成硝酸，故导致硝酸型酸雨，且会导致光化学烟雾，D正确；
故答案为：A。
2．C
【详解】A．当A为Na2O2，B为NaOH，E为NO2，X为铝盐，C为偏铝酸盐，D为Al(OH)3，符合转化关系，A正确；
B．由B、D反应的离子方程式，可知A为活泼金属Na，B为 NaOH，E为H2，X为CO2，C为Na2CO3， D为NaHCO3，B正确；
C．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，而D为 CO，则B为O2，X为碳单质，C为CO2，碳的同素异形体有金刚石、石墨、C60等，C错误；
D．X是Na2SO3，C是气体，则B可以是酸，C为SO2、D为NaHSO3，A与水反应生成酸，可能是氯气与水反应生成的HCl和HClO，且HClO能与NaHSO3发生氧化还原反应，D正确；
故选C。
3．B
【详解】A．NaAlO2溶液与碳酸氢根离子电离产生的氢离子结合生成沉淀，不发生双水解反应，故A错误；
B．向2mL 0.1mol•L-1 AgNO3溶液中加入5mL 0.1mol•L-1 NaCl溶液，氯化钠过量，硝酸银完全反应生成氯化银沉淀，再加入几滴0.1mol•L-1的Na2S溶液，有黑色沉淀生成，为硫化银，存在沉淀的转化，可说明氯化银的溶解度大于硫化银，故B正确；

C．向NaOH溶液中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，生成氢氧化铁沉淀，不能制备胶体，向沸水中滴加饱和氯化铁溶液加热到红褐色得到氢氧化铁胶体，故C错误；
D．CuSO4溶液中通入适量H2S气体，生成CuS黑色沉淀难溶于硫酸，不能判断H2S、H2SO4的酸性强弱，故D错误；
故选B。
4．A
【分析】根据“价类二维图”可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d、d与e可以相互转化，根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为偏铝酸盐，据此回答。
【详解】A．反应⑤是偏铝酸盐转化为氢氧化铝，离子方程式为：，不属于基本反应类型，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，离子方程式为：属于复分解反应，故A错误；
B．反应①是铝转化为铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，通入二氧化碳或者加少量酸可以实现转化，故B正确；
C．a转化为b时Al元素的化合价由0价升高到+3价，1mola完全转化为b时恰好升高三个化合价，则失去3mol电子，故C正确；
D．根据“价类二维图”可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d、d与e可以相互转化，根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为偏铝酸盐，股D正确；
故答案选A。
5．D
【分析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数，所以X为H，M为Al，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的，所以Y为O，根据化合价代数和为0可知Z为Mg。
【详解】A．YX-为OH-，一个OH-含有十个电子，所以0.1mol的YX-中含有NA个电子，A错误；
B．Mg的金属性比Al强，所以最高价氧化物对应的水化物碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3，即Z> M，B错误；
C．一般而言，电子层数越多，微粒半径越大，电子层数相同时，质子数越多，微粒半径越小，所以简单离子半径：O2->Mg2+>Al3+，即Y>Z>M，C错误；
D．室温下，Al可溶于浓NaOH溶液并产生氢气，有气泡产生，D正确；
答案选D。
6．C
【详解】A．使pH试纸显深红色的溶液为酸性溶液，Fe3+氧化S2-且S2-与H+反应生成H2S，故A不符合题意；
B．与铝粉反应放出氢气的无色溶液为酸或碱溶液，碱性条件下OH-与Al3+生成沉淀而不能大量共存，故B不符合题意；
C．使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性溶液，SO、Na+、CO、K+互不反应且在碱性条件下可以大量共存，故C符合题意；
D．水电离的OH-浓度为10-12mol·L-1的溶液为酸或碱溶液，Mg2+、NH在碱性条件下不能大量共存，AlO在酸性条件下不能大量共存，故D不符合题意；
故选C。
7．B
【分析】赤泥中(含Fe2O3、Al2O3、Ga2O3)，加入氢氧化钠，Ga2O3与Al2O3都能与NaOH反应生成可溶性盐Na[Al(OH)4]、NaGaO2，过滤浸渣A的主要成分是Fe2O3，在滤液中加入树脂进行萃取，树脂萃取了，因此溶液B中含有金属元素的离子主要有Na+、[Al(OH)4] −，加入硫酸反萃取，最后加入氢氧化钠，溶液中含有，再通过电解生成金属Ga。
【详解】A．Ga2O3与Al2O3都能与NaOH反应生成可溶性盐Na[Al(OH)4]、NaGaO2，因此浸渣A的主要成分是Fe2O3，A项正确；
B．树脂萃取了，因此溶液B中含有金属元素的离子主要有Na+、[Al(OH)4] −，B项错误；
C．通过萃取和反萃取，去除了含铝元素的杂质，可以实现Ga元素的富集，C项正确；
D．加入NaOH溶液后溶液C中含有，由电解制备Ga，Ga元素化合价降低，所以是在阴极上发生该反应，电极反应式为+2H2O+3e-=4OH-+Ga，D项正确；
答案选B。
8．D
【详解】Y元素的阴离子与He具有相同的核外电子层结构，则Y为H；由结构可知X为N，X、W、Z为同一短周期元素，都是第二周期元素。Z形成单键，则Z为F，W为B。
A．非金属性F>N，则简单气态氢化物的热稳定性HF>NH3，故A错误；
B．HF为弱酸，则0.1mol/L的YZ溶液，pH>1，故B错误；
C．Y与Ca形成的二元化合物氢化钙与水发生氧化还原反应生成氢气和氢氧化钙，故C错误；
D．与W同族且相邻的元素为铝，最高价氧化物对应的水化物氢氧化铝是两性氢氧化物，故D正确。
故选D。
9．(1)
(2) 2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2 Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
(3) NiO NaVO3、NaHCO3
(4) 20g•L-1 10g•L-1
(5)6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O
(6)1021

【分析】本题是工业流程题，工业废催化剂在纯碱条件下焙烧，MoS与碳酸钠反应生成钼酸钠、二氧化碳和二氧化硫，MoO3和碳酸钠反应生成钼酸钠和二氧化碳，随后浸泡，除去不溶物得到钼酸钠溶液，其中也含有偏铝酸钠，再通入二氧化碳除去氢氧化铝，滤液调节pH加入氯化铵沉钒，滤液加入硝酸得到钼酸，以此解题。
【详解】（1）由分析可知，“气体”中包含二氧化硫和二氧化碳，其中二氧化碳为最高价氧化物，其电子式为：；
（2）由题中的信息可知，及分别与纯碱反应的化学方程式为
，；
（3）硫化物焙烧时生成氧化物和二氧化硫，由于NiO不能与碳酸钠反应，故“水浸”时以“浸渣”的形式沉淀出来，而、、与纯碱反应生成、和，沉铝通过量生成沉淀和，故“浸渣”的成分为NiO；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有NaVO3、NaHCO3；
（4）由图可知选择的初始钒浓度和的加入量分别为和时，钒提取率达到90%以上，且再增大量时，提钒率变化不大，故选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为：和；
（5）由信息和流程可知，沉淀煅烧时分解产生和两种气体，根据氧化还原反应原理可知，其中一种气体为氮气，另外一种只能是氨气，故反应的化学方程式为；
（6）由题意可知的。
10．(1)+4
(2) 增大固体接触面积，提高碱浸速率 适当加热(或搅拌或适当增大NaOH溶液浓度等合理答案)
(3)Al2O3、SiO2
(4)成本增大
(5)3TiOSO4+4H3PO4=Ti3(PO4)4↓+3H2SO4+3H2O
(6)平衡气压、防倒吸稳定过滤速度等
(7)(或)

【分析】钛铁矿粉碎过筛后加入NaOH溶液，氧化铝、二氧化硅和NaOH溶液反应而除去，FeTiO3用稀硫酸酸浸，得到TiOSO4和FeSO4的混合溶液，加磷酸沉钛，得到Ti3(PO4)4，Ti3(PO4)4和AlPO4、Li3PO4高温反应得到LATP。
【详解】（1）LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，Li的化合价为+1价，Al为+3价，P为+5价，O为-2价，根据正负化合价代数和为0的原则，Ti的化合价为+4价；
（2）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率；为了达到加快反应速率的目的，还可以适当升温或搅拌，以及适当增加NaOH溶液的浓度等；
（3）钛铁矿粉碎过筛后主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2，加入NaOH溶液“碱浸”的目的是除去杂质Al2O3，SiO2；
（4）NaOH溶液、H2SO4溶液均具有强烈的腐蚀作用，NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，使用过量的NaOH、H2SO4会增加成本；
（5）“沉钛”时加入磷酸生成Ti3(PO4)4的化学方程式为：4H3PO4 + 3TiOSO4 = Ti3(PO4)4↓+ 3H2SO4 + 3H2O；
（6）抽滤原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，抽气泵中的压强降低容易出现倒吸现象，需要加入“安全瓶”平衡气压，防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中且可以稳定过滤速度等；
（7）Ti3(PO4)4(s)3Ti4+(aq) + 4(aq)，Ksp= c3(Ti4+)·c4()，当Ti4+沉淀完全时cmin()=(或)。
11．(1) 温度过低，反应速率慢，温度过高，H2O2分解 50~60℃的水浴加热
(2)SiO2
(3) Al3+ Fe3+
(4)Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH
(5)碱式碳酸镁受热分解吸收热量(或分解产生能够阻燃的二氧化碳和水蒸气；分解生成的MgO覆盖在可燃物表面阻止可燃物燃烧)

【分析】由流程可知蛇纹石进行酸浸，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、Mg2+的滤液，过滤得到二氧化硅滤渣，滤液加入过氧化氢，可氧化Fe2+生成Fe3+，加入氨气调节溶液的pH，将Fe3+、Al3+转化为沉淀而除去，滤液加入氨水、碳酸氢铵可生成MgCO3•3H2O，加热生成碱式碳酸镁，滤渣2为氢氧化铁，氢氧化铝，加入氢氧化钠分离，过滤获得氢氧化铁，灼烧得到铁红，据此分析回答问题。
（1）
温度过低，反应速率慢，温度过高，H2O2受热分解，所以温度通常控制在50~60℃；所需温度低于水的沸点，所以可以采用50~60℃的水浴加热；
（2）
滤渣1的主要成分为难溶于酸的SiO2；
（3）
滤渣2为氢氧化铁，氢氧化铝，加入NaOH溶液可以将氢氧化铝转化为偏铝酸钠溶液，实现和氢氧化铁的分离，所以分离的是Al3+和Fe3+；
（4）
氨水过多，溶液碱性过强，会生成氢氧化镁沉淀，导致产率降低，离子方程式为Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH；
（5）
碱式碳酸镁受热分解吸收热量，且分解产生能够阻燃的二氧化碳和水蒸气；分解生成的MgO覆盖在可燃物表面阻止可燃物燃烧，所以碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂。
12．(1)H2
(2)促进AlCl3的水解，使晶体析出
(3)HCl
(4)bd
(5) bc 硝酸 过滤、洗涤

【分析】铝灰主要含Al2O3、Al，另有SiO2等杂质，加水清洗后加入盐酸搅拌加热，铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，二氧化硅不溶，水喷淋吸收气体得到气体a为氢气；过滤得到滤渣为二氧化硅，滤液为氯化铝溶液，溶液降温熟化，调节溶液pH促进其水解而得到聚合氯化铝结晶析出，据此分析解答。
【详解】（1）搅拌加热操作过程中加入盐酸，铝与盐酸反应，有氢气生成，加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl(aq)，剩余气体为氢气，因此反应中副产品a为H2；
（2）铝离子水解：Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+，升高pH至4.0～4.5，可降低氢离子浓度促进铝离子水解，有利于聚合氯化铝晶体析出；
（3）95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋可吸收HCl得到盐酸，氯化铝水解成聚合氯化铝时也有盐酸生成，故可进行循环使用的物质为HCl；
（4）用氢氧化钠、氨水、偏铝酸钠调节pH值，会引入新的杂质，引入钠离子和铵根离子。所以可以加入Al和氧化铝进行处理，它二者是固体，多了可以过滤掉的，所以可以使得到的晶体较纯净，故答案为bd；
（5）①称取晶体后，制成粉末，应该用到研钵，加热至质量不再变化时，应该用坩埚来加热，此过程可能用到的仪器为bc；
②本实验需要测定Cl元素，需要先用硝酸溶解，然后加入硝酸银溶液将氯离子转化成氯化银沉淀，通过过滤、洗涤、干燥得到的干燥的AgCl，则C操作为过滤、洗涤。
13． 升高温度 增大硫酸的浓度 SiO2 6Fe2+ +ClO3+6H+=6 Fe3++Cl-+3H2O 更好的合成PFAS +2( m+3n)H+=mCa2++2 nAl3++( m+3n)H2O；； 减小 溶液的碱化度过大，会导致Fe3+变成Fe(OH)3，Al3+变成AlO2-，致使PFASS的产率减小 3a+3b=c+2d
【分析】由框图分析：硫铁矿烧渣含Fe2O3、FeO、SiO2及Al2O3，加入H2SO4后Fe2O3、FeO、Al2O3反应，分写生成Fe3+、Fe2+、Al3+，SiO2不反应，过滤后变成滤渣，加入NaClO3可以氧化Fe2+生成Fe3+，再加入调节溶液酸碱度，生成PFASS。水玻璃为硅酸钠，加硫酸进行酸化，即得PSA，PFASS和PSA反应即生成PFASS(聚合硫酸铁铝硅)。以此分析解答。
【详解】(1)“酸溶”时为提高铁、铝的浸出率，可采取升高温度和适当增大硫酸的浓度或粉碎硫铁矿等，可以加快反应，提高铁、铝的浸出率，故答案：升高温度；增大硫酸的浓度或粉碎硫铁矿。
(2)根据上述分析可知，“过滤”所得滤渣为SiO2，故答案：SiO2。
(3)根据上述分析“氧化”是Fe2+被NaClO3氧化，其反应的离子方程式为6Fe2+ +ClO3+6H+=6 Fe3++Cl-+3H2O，故答案：6Fe2+ +ClO3+6H+=6 Fe3++Cl-+3H2O。
(4)通过“检测”氧化后溶液中Fe3+、Al3+的浓度，控制Fe3+、Al3+的浓度更好的合成PFAS,故答案：更好的合成PFAS。
(5)“调节碱化度”时，与溶液中H+反应，生成的离子方程式为+2( m+3n)H+=mCa2++2 nAl3++( m+3n)H2O。若溶液的碱化度过大，会导致Fe3+变成Fe(OH)3，Al3+变成AlO2-，致使PFAS的产率减小。故答案：+2( m+3n)H+=mCa2++2 nAl3++( m+3n)H2O；减小；溶液的碱化度过大，会导致Fe3+变成Fe(OH)3，Al3+变成AlO2-，致使PFAS的产率减小。
(6)根据化学式可知，化学式中各元素化合价代数和为零、、、应满足的关系是3a+3b=c+2d，故答案：3a+3b=c+2d。
14．(1)VO+2Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O
(2)H2SO4
(3)3H2O+ClO+6VO2+=6VO+Cl-+6H+
(4) 使VO+H2O2VO+2H+正向移动，将VO转化为VO，同时增大NH浓度 原因1：温度升高，氨水和NH4Cl受热分解逸出溶液，使NH4+浓度下降，碱性减弱，VO+H2OVO+2H+平衡逆向移动，沉钒率下降；原因2：VO+H2OVO+2H+的正反应可能是放热反应，温度升高，该平衡逆向移动，导致VO浓度下降，沉钒率下降
(5)有机物(有机萃取剂)、氨气
(6) MnSO4 MnO2 3MnO2Mn3O4＋O2↑

【分析】从废钒催化剂中回收V2O5，由流程可知， “酸浸”时V2O5转化为，V2O4转成VO2+，FeSO4可使转化为VO2+，氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子，只有SiO2不溶，则过滤得到的滤渣1为SiO2，滤液中加过氧化氢将Fe2+氧化，再加KOH时，铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，同时中和硫酸，过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液2萃取、分液，水相中蒸发结晶分离出硫酸钾，有机相1反萃取分离出有机萃取剂，水相含VO2+，氧化时发生3H2O++6VO2+=6+Cl-+6H+，溶液中与可相互转化：+H2O+2H+，“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，“煅烧”时分解生成V2O5，以此来解答。
【详解】（1）由上分析可知，“酸浸”时，FeSO4与(VO2)2SO4发生氧化还原反应，生成VOSO4和Fe2(SO4)3，化学方程式为(VO2)2SO4+2FeSO4+2H2SO4=2VOSO4+Fe2(SO4)3+2H2O，故答案为：(VO2)2SO4+2FeSO4+2H2SO4=2VOSO4+Fe2(SO4)3+2H2O；
（2）由R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)(R表示VO2+，HA表示有机萃取剂)可知，“反萃取”时，要使VO2+进入水层，使上述平衡向逆反应方向移动，应加入H2SO4，故答案为：H2SO4；
（3）氧化过程是KClO3将VO2+氧化为，中氯元素得电子被还原为Cl-，其离子方程式为3H2O++6VO2+=6+Cl-+6H+，故答案为：3H2O++6VO2+=6+Cl-+6H+；
（4）溶液中存在平衡+H2O+2H+，通入氨气，使溶液中OH-浓度增大，消耗了H+，该平衡正移，从而使尽可能都转化为，另外溶液中存在平衡NH4VO3(s)(aq)+ (aq)，通入氨气，使溶液中NH4+浓度增大，该平衡逆移，从而使NH4VO3尽可能沉淀析出；温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是原因1：温度升高，NH4VO3溶解度增大，沉钒率下降；原因2：温度升高，氨水、NH4Cl受热分解逸出溶液，使浓度下降，沉钒率下降；原因3：温度升高，氨水受热分解逸出溶液，使OH-浓度下降，+H2O+2H+，该平衡逆移，导致浓度下降，沉钒率下降；原因4：平衡+H2O+2H+，正反应可能是放热反应，温度升高，该平衡逆移，导致浓度下降，沉钒率下降，故答案为：使+H2O+2H+正向移动，将转化为，同时增大浓度，使NH4VO3(s)(aq)+(aq)逆向移动使NH4VO3尽可能沉淀析出；原因1：温度升高，NH4VO3溶解度增大，沉钒率下降；原因2：温度升高，氨水、NH4Cl受热分解逸出溶液，使浓度下降，沉钒率下降；原因3：温度升高，氨水受热分解逸出溶液，使OH-浓度下降，+H2O+2H+，该平衡逆移，导致浓度下降，沉钒率下降；原因4：平衡+H2O+2H+，正反应可能是放热反应，温度升高，该平衡逆移，导致浓度下降，沉钒率下降；
（5）钒酸铵加热分解生成V2O5、氨气和水，即2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O，NH3和H2O可循环使用，“萃取”和“反萃取”时，有机萃取剂也可循环使用，故答案为：有机物(有机萃取剂)、NH3和H2O。
（6）25.35gMnSO4•H2O的物质的量为=0.15mol，其中结晶水的质量为0.15mol×18g/mol=2.7g，若晶体全部失去结晶水，固体的质量应为25.35g-2.7g=22.65g，由此可知在加热到280℃~850℃之前，晶体失去结晶水，故第一个失重台阶减少的是结晶水，生成硫酸锰；温度为850℃时，固体质量为13.05g，若得到的固体为MnO2，由Mn元素守恒可知，MnO2的物质的量为0.15mol，则MnO2的质量为0.15mol×87g/mol=13.05g，与实际相符，则850℃是MnSO4分解生成MnO2与SO2；1150℃时，则Mn的物质的量为0.15mol，则剩余的O的物质的量为： =0.2mol，则n(Mn)：n(O)=0.15:0.20=3:4，即此时固体的化学式为Mn3O4，据此分析解题：
①结合分析可知，加热到850℃之前，晶体失去结晶水，生成硫酸锰，850℃发生反应的化学方程式为：MnSO4MnO2+SO2↑，故答案为：MnSO4；MnO2；
②由上述分析可知，1150℃时，则Mn的物质的量为0.15mol，则剩余的O的物质的量为： =0.2mol，则n(Mn)：n(O)=0.15:0.20=3:4，即此时固体的化学式为Mn3O4，根据氧化还原反应配平可知，此时发生的反应方程式为：3MnO2Mn3O4＋O2↑，故答案为：3MnO2Mn3O4＋O2↑。
15． 或 酸性 溶液(或其他合理答案)
【分析】A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末，则A为Fe2O3，X与A（Fe2O3）发生置换反应生成氧化物B和金属单质Y，则X为Al、Y为Fe、B为Al2O3；试剂2能与铁和氧化铁反应，且D与Y（Fe）反应生成E，则试剂2为强酸、D为铁盐、E为亚铁盐；若试剂1为强碱，铝与强碱反应生成偏铝酸盐；若试剂1和试剂2为同种物质，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子水解溶液呈酸性，以此分析解答。
【详解】(1)根据上述分析，单质X与A反应是铝热反应，反应方程式为：，故答案为：；
(2)①若试剂1为强碱，则氧化铝与强碱反应生成偏铝酸盐和水，离子方程式为：，故答案为：或；
②若试剂1和试剂2为同种物质，则试剂1为强酸，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子在溶液中水解使溶液呈酸性，则C溶液显酸性，故答案为：酸性；
(3)①若试剂2是稀硝酸，Y单质为Fe，则E为硝酸亚铁，Fe与稀硝酸反应生成E的离子方程式为：，故答案为：；
②D为铁盐，可以用KSCN溶液检验Fe3+，溶液出现血红色，故答案为：KSCN溶液。