【題目】高純度氧化鋁有廣泛的用途,某研究小組研究用以下流程制取高純度氧化鋁:
(1)“除雜”操作是加入H2O2后,然后用氨水調節(jié)溶液的pH約為8.0,以除去硫酸銨溶液中少量的Fe2+。
①酸性溶液中Fe2+與H2O2反應的離子方程式為___。
②過濾操作中所得到濾渣主要成分的化學式為___。
(2)檢驗上述流程中“過濾”后雜質是否除盡的實驗方法___。
(3)配制硫酸鋁溶液時,需用硫酸酸化的目的是___。
(4)“結晶”操作中,得到銨明礬晶體(NH4Al(SO4)212H2O),采用的操作是___。
(5)銨明礬晶體的化學式為NH4Al(SO4)212H2O,在0.1mol/L銨明礬的水溶液中,c(NH4+)、c(Al3+)、c(SO42﹣)三種離子濃度由大到小的順序為___。
Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5KbAl(OH)3=1.38×10-9
(6)向銨明礬溶液中加入過量NaOH溶液,反應的離子方程式為___。
【答案】2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O Fe(OH)3 取少量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液未變成紅色,說明雜質已經除盡,反之則沒有除盡 抑制Al3+的水解 母液經蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛好出現薄層晶體即停止加熱,然后冷卻結晶 c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+) Al3++NH4++5OH-===AlO2-+NH3·H2O+2H2O
【解析】
根據工藝流程分析可知,“除雜”過程中Fe2+先被H2O2氧化為Fe3+,用氨水調節(jié)溶液的pH為8.0,Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,過濾得到濾渣為Fe(OH)3沉淀,濾液中的主要離子為NH4+、SO42-,向濾液中加入硫酸鋁溶液合成銨明礬,通過結晶析出銨明礬晶體,過濾分離出晶體,再加熱即可得到高純度的氧化鋁,據此分析回答問題。
(1)①“除雜”過程中Fe2+被酸性條件下的H2O2氧化為Fe3+,由氧化還原反應規(guī)律可的其離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,故答案為:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;
②用氨水調節(jié)溶液的pH為8.0,Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,反應的離子方程式為Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+,則濾渣為Fe(OH)3沉淀,故答案為:Fe(OH)3;
(2)檢驗上述流程中“過濾”后雜質是否除盡,即檢驗Fe3+是否存在,可用KSCN試劑檢驗,方法為:取少量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液未變成紅色,說明雜質已經除盡,反之則沒有除盡,故答案為:取少量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液未變成紅色,說明雜質已經除盡,反之則沒有除盡;
(3)硫酸鋁溶液中,Al3+發(fā)生水解反應:Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+,加入硫酸酸化可使水解平衡逆向移動,抑制Al3+的水解,故答案為:抑制Al3+的水解;
(4)“結晶”操作中,為避免可溶性雜質析出,Al3+的水解,防止晶體失去結晶水,母液需經蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛好出現薄層晶體即停止加熱,然后冷卻結晶得到銨明礬晶體,故答案為:母液經蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛好出現薄層晶體即停止加熱,然后冷卻結晶;
(5)銨明礬晶體的化學式為NH4Al(SO4)2·12H2O,在0.1mol/L銨明礬的水溶液中,c(SO42-)=0.2mol/L,未水解前c(Al3+)=c(NH4+)=0.1mol/L,由于NH4+和Al3+均水解,且因為Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5>KbAl(OH)3=1.38×10-9,NH3·H2O的堿性大于Al(OH)3的堿性,所以Al3+的水解大于NH4+,則c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+),故答案為:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+);
(6)向銨明礬溶液中加入過量NaOH溶液,Al3+轉化為AlO2-,NH4+轉化為NH3·H2O,反應的離子反應方程式為:Al3++NH4++5OH-===AlO2-+NH3·H2O+2H2O,故答案為:Al3++NH4++5OH-===AlO2-+NH3·H2O+2H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】GaN是制造5G芯片的材料,氮化鎵鋁和氮化鋁LED可發(fā)出紫外光;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)As原子核外電子排布式為[Ar]____________;下列狀態(tài)的鋁元素中,電離最外層的一個電子所需能量最小的是______________(填標號)。
A. B. C. D.
(2)8—羥基喹啉合鋁(分子式C27H18AlN3O3)用于發(fā)光材料及電子傳輸材料,可由LiAlH4與 8—羥基喹啉)合成。LiAlH4中陰離子的空間構型為______________; 8—羥基喹啉合鋁中所含元素電負性最大的是______________(填元素符號,下同),第一電離能最大的是__________(填元素符號),N原子的雜化方式為_____________。
(3)已知下列化合物的熔點:
化合物 | AlF3 | GaF3 | AlCl3 |
熔點/℃ | 1040 | 1000 | 194 |
①表格中鹵化物的熔點產生差異的原因是_______________________________________________。
②熔融AlCl3時可生成具有揮發(fā)性的二聚體Al2Cl6分子,分子中每個原子最外層均達到8電子,二聚體Al2Cl6的結構式為______________________________;其中Al的配位數為_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Q、W、X、Y、Z五種短周期元素在周期表中的相對位置如下圖所示,其中W的單質是一種重要半導體材料。
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| Y |
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Q | W | X |
| Z |
請按要求回答下列問題:
(1)Y的原子結構示意圖為________;舉一例說明Z的非金屬性比X的非金屬性強的事實:________。
(2)W、X、Y的原子半徑由大到小依次填元素符號________:W與Z形成的化合物電子式為________。
(3)將Z的單質通入到含等物質的量FeBr2溶液中充分反應的離子方程式為________。
(4)已知: 2Na(s)+Y2(g)=Na2Y(s)H=-414kJ/mol;2Na(s)+Y2(g)=Na2Y2(s)H=-511kJ/mol;則Na2Y(s)轉變?yōu)?/span>Na2Y2(s)的反應一定條件下能自發(fā)進行的理由是________。將0.2mol Na2Y2加入到100mL1mol/L的QZ3中,充分反應的化學方程式為________。
(5)R與W同周期,已知:在T℃時Ksp[R(OH)2]的值為4.0×10-12,則R(OH)2飽和溶液中c(OH-)=________mol/L。
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【題目】十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”,意味著對污染防治比過去要求更高。某種利用垃圾滲透液實現發(fā)電、環(huán)保二位一體結合的裝置示意圖如下,當該裝置工作時,下列說法正確的是
A.鹽橋中Cl-向Y極移動
B.電路中流過7.5 mol電子時,共產生標準狀況下N2的體積為16.8L
C.電流由X極沿導線流向Y極
D.Y極發(fā)生的反應為2NO3-+10e-+6H2O===N2↑+12OH—,周圍pH增大
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【題目】常溫下,將CO2通入2LpH=12的KOH溶液中,溶液中水電離的OH-離子濃度(φ)與通入的CO2的體積(V)的關系如下圖所示。下列敘述不正確的是
A.a點溶液中:水電離出的c(H+)=1×10-12mol/L
B.b點溶液中:c(H+)=1×10-7mol/L
C.c點溶液中:c(K+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
D.d點溶液中:c(K+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯氣溶于水達到平衡后,若其他條件不變,只改變某一條件,下列敘述正確的是
A.再通入少量氯氣,c(H+)/c(ClO-)減小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增強
C.加入少量固體NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
D.加入少量水,水的電離平衡向正反應方向移動
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A.常溫下,1mol·L-1的CH3COOH溶液與1mol·L-1的NaOH溶液等體積混合后,所得混合液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.在含有酚酞的0.1mol/L氨水中加入少量的NH4Cl晶體,溶液顏色變淺
C.氫硫酸的電離方程式為:H2S2H++S2﹣
D.0.1mol/LNa2CO3溶液中:2c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
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【題目】下列物質既能跟稀硫酸反應,又能跟氫氧化鈉溶液反應的是
①KHCO3 ②(NH4)2CO3③Al2O3④Al(OH)3
A.全部B.只有①③④C.只有③④D.只有②③④
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【題目】今有室溫下四種溶液,有關敘述不正確的是
序號 | ① | ② | ③ | ④ |
pH | 11 | 11 | 3 | 3 |
溶液 | 氨水 | 氫氧化鈉溶液 | 醋酸 | 鹽酸 |
A. ③④中分別加入適量的醋酸鈉晶體后,兩溶液的pH均增大
B. ②③兩溶液等體積混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C. 分別加水稀釋10倍,四種溶液的pH①>②>④>③
D. V1L④與V2L①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,則V1<V2
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