【題目】隨著時(shí)代的發(fā)展,綠色環(huán)保理念越來越受到大家的認(rèn)同,變廢為寶是我們每一位公民應(yīng)該養(yǎng)成的意識。某同學(xué)嘗試用廢舊的鋁制易拉罐作為原材料、采用“氫氧化鋁法”制取明礬晶體并進(jìn)行一系列的性質(zhì)探究。

制取明礬晶體主要涉及到以下四個(gè)步驟:

第一步:鋁制品的溶解。取一定量鋁制品,置于250mL錐形瓶中,加入一定濃度和體積的強(qiáng)堿溶液,水浴加熱(93),待反應(yīng)完全后(不再有氫氣生成),趁熱減壓抽濾,收集濾液于250mL燒杯中;

第二步:氫氧化鋁沉淀的生成。將濾液重新置于水浴鍋中,用3 mol/L H2SO4調(diào)節(jié)濾液pH89,得到不溶性白色絮凝狀Al(OH)3,減壓抽濾得到沉淀;

第三步:硫酸鋁溶液的生成。將沉淀轉(zhuǎn)移至250mL燒杯中,邊加熱邊滴入一定濃度和體積的H2SO4溶液;

第四步:硫酸鋁鉀溶液的形成。待沉淀全部溶解后加入一定量的固體K2SO4,將得到的飽和澄清溶液冷卻降溫直至晶體全部析出,減壓抽濾、洗滌、抽干,獲得產(chǎn)品明礬晶體[KAl(SO4)2·12H2O,M474g/mol]

回答下列問題:

(1)第一步鋁的溶解過程中涉及到的主要反應(yīng)的離子方程式為__________________________

(2)為了加快鋁制品的溶解,應(yīng)該對鋁制品進(jìn)行怎樣的預(yù)處理:________________________

(3)第四步操作中,為了保證產(chǎn)品的純度,同時(shí)又減少產(chǎn)品的損失,應(yīng)選擇下列溶液中的___(填選項(xiàng)字母)進(jìn)行洗滌,實(shí)驗(yàn)效果最佳。

A.乙醇 B.飽和K2SO4溶液 C.蒸餾水 D.11乙醇水溶液

(4)為了測定所得明礬晶體的純度,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:準(zhǔn)確稱取明礬晶體試樣4.0g于燒杯中,加入50mL 1mol/L鹽酸進(jìn)行溶解,將上述溶液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,稀釋至刻度線,搖勻;移取25.00 mL溶液干250 mL錐形瓶中,加入30 mL 0.10mol/L EDTA2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液,再滴加幾滴2D二甲酚橙,此時(shí)溶液呈黃色;經(jīng)過后續(xù)一系列操作,最終用0.20 mol/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)樽霞t色,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),共消耗5.00 mL鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液。滴定原理為H2Y2Al3AlY2H,H2Y2(過量)Zn2ZnY22H(注:H2Y2表示EDTA2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液離子)。則所得明礬晶體的純度為_________%。

(5)明礬除了可以用作人們熟悉的凈水劑之外,還常用作部分食品的膨松劑,例如油條()的制作過程需要加入一定量的明礬,請簡述明礬在面食制作過程作膨松劑的原理:_______

(6)為了探究明礬晶體的結(jié)晶水?dāng)?shù)目及分解產(chǎn)物,在N2氣流中進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn),得到明礬晶體的熱分解曲線如圖所示(TG%代表的是分解后剩余固體質(zhì)量占樣品原始質(zhì)量的百分率,失重百分率=×100%)

根據(jù)TG曲線出現(xiàn)的平臺及失重百分率,30270℃范圍內(nèi),失重率約為45.57%,680810℃范圍內(nèi),失重百分率約為25.31%,總失重率約為70.88%,請分別寫出所涉及到30270℃、680810℃溫度范圍內(nèi)這兩個(gè)階段的熱分解方程式:________________________

【答案】2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2 用砂紙將廢舊鋁制易拉罐內(nèi)外表面打磨光滑,并剪成小片備用(其他合理答案也給分) D 94.8 明礬與小蘇打(NaHCO3)發(fā)生反應(yīng)(雙水解):Al3++3HCO3=Al(OH)3

+3CO2↑,產(chǎn)生大量CO2,使面食內(nèi)部體積迅速膨脹,形成較大空隙。 KAl(SO4)212H2OKAl(SO4)2+12H2O 2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3

【解析】

1)鋁與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣,寫出離子方程式;

2)預(yù)處理需要去掉鋁表面的致密的氧化物保護(hù)膜;

3)從減少產(chǎn)品損失考慮;

4)根據(jù)題目信息及滴定原理可知,用EDTA-2Na的總量減去鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液對EDTA-2Na的消耗量,即可計(jì)算出樣品溶液中Al3+的物質(zhì)的量,間接算出明礬晶體的物質(zhì)的量和質(zhì)量,進(jìn)而求出明礬晶體的純度;

5)從雙水解角度考慮;

6)根據(jù)題目所給數(shù)據(jù),確定第一個(gè)階段應(yīng)是脫掉結(jié)晶水;第二階段脫掉SO3

1)第一步鋁的溶解過程中主要發(fā)生鋁與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng),離子方程式為2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑;

答案:2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2

2)鋁制品表面有氧化膜及包裝油漆噴繪等,打磨、剪成小片后可加快在強(qiáng)堿溶液中的溶解;

答案:用砂紙將廢舊鋁制易拉罐內(nèi)外表面打磨光滑,并剪成小片備用(其他合理答案也給分)

3)所得明礬晶體所含的雜質(zhì)能溶于水,需用水洗滌,但為了減少產(chǎn)品的損失,應(yīng)控制水的比例,因此用1:1乙醇水溶液洗滌效果最佳;

答案:D

4)根據(jù)題目信息及滴定原理可知,用EDTA-2Na的總量減去鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液對EDTA-2Na的消耗量,即可計(jì)算出樣品溶液中Al3+的物質(zhì)的量,間接算出明礬晶體的物質(zhì)的量和質(zhì)量,進(jìn)而求出明礬晶體的純度;

答案:94.8

5)面食發(fā)酵過程中需要用到小蘇打(NaHCO3),NaHCO3與明礬發(fā)生雙水解反應(yīng),產(chǎn)生CO2;

答案:明礬與小蘇打(NaHCO3)發(fā)生反應(yīng)(雙水解):Al3++3HCO3=Al(OH)3

+3CO2↑,產(chǎn)生大量CO2,使面食內(nèi)部體積迅速膨脹,形成較大空隙。

6)根據(jù)題目所給數(shù)據(jù),結(jié)合KAl(SO4)212H2O的化學(xué)式,可驗(yàn)證出第一個(gè)階段應(yīng)是脫掉結(jié)晶水得到KAl(SO4)2;第二階段脫掉SO3,發(fā)生的是非氧化還原反應(yīng),得到K2SO4Al2O3

答案:KAl(SO4)212H2OKAl(SO4)2+12H2O 2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以乙烯與甲苯為主要原料,按下列路線合成一種香料W

1)實(shí)驗(yàn)室制備乙烯的反應(yīng)試劑與具體反應(yīng)條件為____。

2)上述①~④反應(yīng)中,屬于取代反應(yīng)的是___。

3)檢驗(yàn)反應(yīng)③是否發(fā)生的方法是____

4)寫出兩種滿足下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。____、____。

a.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) b.苯環(huán)上的一溴代物有兩種

5)設(shè)計(jì)一條由乙烯制備A的合成路線。(無機(jī)試劑可以任選)____

(合成路線常用的表示方式為:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】10.3 mol NH3分子中所含原子數(shù)與________個(gè)H2O分子中所含原子數(shù)相等。

20.1 mol/L Al2(SO4)3溶液100mL0.3mol/LK2SO4溶液200mL混合,則所得溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量濃度為__________。(混合后,忽略體積變化)

3)相同質(zhì)量的SO2、SO3的氧原子的個(gè)數(shù)之比為____,體積比_______

4液態(tài)化合物在一定量的氧氣中恰好完全燃燒,反應(yīng)方程式為:XY2l+3O2g=XO2g+2YO2g)冷卻后,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得生成物的體積是336mL,密度是2.56g/L

①反應(yīng)前O2的體積是_____mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),化合物XY2的摩爾質(zhì)量是_____

②若XY2分子中XY兩元素的質(zhì)量比是316,則XY兩元素分別為__________(寫元素符號).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乙炔在不同條件下可以轉(zhuǎn)化成許多化合物,如圖,下列敘述錯(cuò)誤的是( )

A. 正四面體烷的一氯代物及二氯代物均只有1

B. 乙炔生成乙烯基乙炔是加成反應(yīng)

C. 與環(huán)辛四烯(C8H8)互為同分異構(gòu)體

D. 等質(zhì)量的苯與乙烯基乙炔完全燃燒時(shí)的耗氧量不同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖中 AB、C、D 分別是三種烴的分子結(jié)構(gòu),請回答下列問題:

(1)上圖中 D 是有機(jī)物分子的_____模型;

(2) A 及其同系物的分子式符合通式_____(碳原子個(gè)數(shù)用 n 表示),當(dāng) n=6 時(shí)的同分異構(gòu)體數(shù)目為_____(填數(shù)字)種;

(3)上述三種有機(jī)物烴中,所有原子均共平面的是_________(填有機(jī)物的名稱)

(4)下列關(guān)于烴 C 的敘述正確的是_____(填序號)。

A.分子式為 C6H6,它不能使酸性 KMnO4 溶液褪色,屬于飽和烴

B.從分子結(jié)構(gòu)看,C 分子中含有碳碳雙鍵,屬于烯烴

C.烴 C 的同系物二甲苯(C8H10)有三種不同的結(jié)構(gòu),均屬于芳香烴

D.烴 C 中加入溴水,充分振蕩,靜置,下層無色

(5)分別寫出 B 使溴水褪色、C 的溴代反應(yīng)的化學(xué)方程式____________、_____________,并指明反應(yīng)類型:________________、______________

(6)C 的同系物甲苯與足量氫氣加成后的產(chǎn)物(甲基環(huán)己烷)的一氯代物有_____種。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)3H2(g)2NH3(g),已知下列化學(xué)鍵的鍵能:

化學(xué)鍵

鍵能kJ/mol

H-H

436

N-H

391

N N

946

下列說法正確的是

A. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

C. 反應(yīng)熱ΔH92 kJ·mol1D. 生成1 mol NH3放出92 kJ熱量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鉈(Tl)是某超導(dǎo)材料的組成元素之一,與鋁同族,位于周期表第六周期。Tl3+與銀在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng):Tl3++2AgTl++2Ag+,下列推斷正確的是(

A.Tl+的最外層有1個(gè)電子B.Tl能形成+3價(jià)和+1價(jià)的化合物

C.Tl3+氧化性比鋁離子弱D.Tl+的還原性比Ag強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】請完成用四氯化碳制取碘水中的碘的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(裝置圖見圖 2

2

1)實(shí)驗(yàn)步驟:裝液、振蕩、靜置和分層、_____

2)實(shí)驗(yàn)原理:利用碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度_____;四氯化碳與水_____;

3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:碘的四氯化碳溶液呈_____色;碘的四氯化碳溶液在_____層;

4)注意事項(xiàng):振蕩時(shí),須不斷放氣,以減小分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)。分液時(shí),須將分液漏斗上的玻璃塞_____________,或使玻璃塞上的凹槽(或小孔)對準(zhǔn)漏斗上的小孔;分液時(shí),碘的四氯化碳溶液從分液漏斗_________口倒出,水從分液漏斗 _________口流出;漏斗頸的下端要緊貼燒杯的內(nèi)壁。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知(CN)2的氧化性比Br2弱而比I2強(qiáng),NaCN的水溶液呈堿性,則下列有關(guān)變化一般不能發(fā)生的是

A. CH2=CH2+(CN)2→NC-CH2-CH2-CN

B. (CN)2+2Br-→2CN-+Br2

C. (CN)2+2OH-→CN-+CNO-+H2O

D. HCNH++CN-

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