13．以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(xì)α-氧化鋁，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率．已知鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3），其制備實驗流程如下：

（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O．
（2）圖中“濾渣”的主要成分為SiO2（填化學(xué)式）．
（3）加30%的H2O2作用為將Fe2+氧化為Fe3+，其發(fā)生的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
該反應(yīng)需控制溫度低于40℃，其目的是防止H2O2分解．
（4）煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為：
4[NH4Al（SO4）2•12H2O]$\frac{\underline{\;1240℃\;}}{\;}$2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，將產(chǎn)生的氣體通過圖所示的裝置．

①集氣瓶中收集到的氣體是N2（填化學(xué)式）．
②足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O（g）外還有SO3、NH3（填化學(xué)式）．
③KMnO4溶液褪色（MnO4-還原為Mn2+），發(fā)生的離子方程式為2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+．

分析 鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3）加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為離子，SiO2不溶于硫酸，過濾，濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加雙氧水，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH4Al（SO4）2，結(jié)晶、干燥、煅燒得到α-Al2O3；
（1）Al2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水；
（2）SiO2不溶于硫酸；
（3）加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化為Fe3+；溫度不能過高否則過氧化氫受熱分解；
（4）①NH4Al（SO4）2•12H2O分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收；
②NH3和SO3能被亞硫酸鈉溶液吸收；
③KMnO4與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸根離子和錳離子．

解答 解：鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3）加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為離子，SiO2不溶于硫酸，過濾，濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加雙氧水，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH4Al（SO4）2，結(jié)晶、干燥、煅燒得到α-Al2O3；
（1）Al2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，其反應(yīng)的方程式為：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；
故答案為：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；
（2）鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3）加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為離子，SiO2不溶于硫酸，過濾，濾渣為SiO2；
故答案為：SiO2；
（3）濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化為Fe3+，其反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，該反應(yīng)需控制溫度低于40℃，其目的是防止H2O2分解，
故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；防止H2O2分解；
（4）①NH4Al（SO4）2•12H2O分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收，所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N2；
故答案為：N2；
②NH3極易溶于水，NH3所以能被亞硫酸鈉溶液吸收，SO3與水反應(yīng)是硫酸，則SO3也被亞硫酸鈉溶液吸收，所以足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O（g）外還有SO3、NH3；
故答案為：SO3、NH3；
③酸性條件下，KMnO4與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸根離子和錳離子，其反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；
故答案為：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+．

點評 本題以氧化鋁提取工藝流程為載體，考查元素化合物性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化、氧化還原、離子方程式、實驗基本操作等知識點，注意把握制備原理，把握物質(zhì)的性質(zhì)以及相關(guān)反應(yīng)方程式的書寫，題目難度中等．

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：選擇題

20．古詩詞是我國重要的文化遺產(chǎn)，下列詩句中加點字部分涉及氧化還原反應(yīng)的是（　�。�
A．月波成露露成霜，借與南枝作淡妝B．春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干
C．粉骨碎身渾不怕，要留清白在人間D．莫道雪融便無跡，雪融成水水成冰

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

4．“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會極大地推動生產(chǎn)、生活的發(fā)展，一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時代的意義．請回答下列問題：
SiO2$→_{高溫}^{ⅠC}$Si（粗）$→_{300℃}^{Ⅱ．HCl}$SiHCl3$→_{1000-1100℃}^{Ⅲ．過量H_{2}}$Si（純）
（1）無機(jī)非金屬材料．高純度單晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命”．這種材料可以按下列方法制備：
①寫出步驟I的化學(xué)方程式：SiO2+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
②步驟II經(jīng)過冷凝得到的SiHCl3（沸點為33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸點為57.6℃）和HCl（沸點為-84.7℃），提純SiHCl3的實驗方法是蒸餾或分餾，所用到的玻璃儀器除酒精燈、溫度計、錐形瓶外還需要蒸餾燒瓶和冷凝管．
（2）磁性材料．這種黑色材料含有某種鐵的氧化物，請寫出該氧化物溶于稀硫酸溶液的化學(xué)方程式Fe3O4+4H2SO4═FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，簡述檢驗所得溶液中較高價態(tài)陽離子的實驗操作方法取少量該溶液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說明溶液中含有Fe3+．
（3）激光材料．我國是激光技術(shù)先進(jìn)的國家，紅寶石（Al2O3）是最早用于產(chǎn)生激光的材料．請用離子方程式來證明它是一種兩性氧化物：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O．
（4）高分子材料．一種新型高效凈水劑[Al Fe（OH）nCl6-n]m屬于無機(jī)高分子材料，它廣泛應(yīng)用于生活用水和工業(yè)污水的處理，其中鐵元素的化合價為+3．
（5）合金材料．取等質(zhì)量的兩份某鎂鋁合金分別加入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生的H2體積分別為100ml，90ml則該合金中鎂，鋁的質(zhì)量之比為4：27．
（6）消毒材料．棕黃色強(qiáng)刺激性氣體Cl2O為國際公認(rèn)高效安全滅菌消毒劑之一，實驗室可用潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)制取少量Cl2O，補(bǔ)充完整并配平下列反應(yīng)方程式：2Cl2+2Na2CO3+H2O═2NaHCO3+2NaCl+1 Cl2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

1．實驗室用NaOH和FeSO4制取Fe（OH）2時，F(xiàn)e（OH）2很容易被氧化，若采用如圖所示裝置制取，可以得到較純凈的Fe（OH）2．
（1）制取前需將Na2SO4溶液煮沸，目的是除去溶液中溶解的O2．
（2）在Na2SO4溶液上覆蓋一層苯的目的是隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化．
（3）陽極的電極反應(yīng)式是：Fe-2e-=Fe2+，陰極的電極反應(yīng)式是2H++2e-=H2↑；陽極材料能否換成其他材料？不能．
（4）電解一段時間后，若將電極反接（即鐵棒和電源負(fù)極相連、石墨棒和電源正極相連），電極反應(yīng)為：陽極4OH--4e-=O2↑+2H2O，陰極4H++4e-=2H2↑．U型管中看到的現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，發(fā)生這一現(xiàn)象的化學(xué)方程式是4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

8．根據(jù)物質(zhì)相似性、特殊性來學(xué)習(xí)元素性質(zhì)是常見的學(xué)習(xí)方法．
（1）鈹（Be）與鋁元素相似，其氧化物及氫氧化物具有兩性，請寫出BeO與鹽酸反應(yīng)的離方程式BeO+2H+=Be2++H2O，Be（OH）2溶于NaOH溶液的化學(xué)方程式為：Be（OH）2+2NaOH═Na2BeO2+2H2O，往10.0mL1.00mol•L-1的Be（NO3）2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液，請在以下坐標(biāo)圖中畫出沉淀量隨NaOH溶液加人量的變化圖：

（2）鍺與硅元素相似，鍺也是良好的半導(dǎo)體，以下是工業(yè)冶煉鍺的簡單流程圖：
GeO2（粗）$→_{Ⅰ}^{鹽酸}$GeCl4（粗）$→_{Ⅱ}^{蒸餾}$GeCl4（粗）$→_{Ⅲ}^{水}$GeCl2（純）$→_{Ⅳ}^{Zn}$Ge
①寫出過程Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式GeCl4+2H2O=GeO2+4HCl．
②以下有關(guān)工業(yè)冶煉鍺的說法正確的是CD．
A．GeO2與SiO2性質(zhì)相似，均易與鹽酸反應(yīng)
B．過程Ⅱ的蒸餾是利用GeCl4難溶于水的性質(zhì)實現(xiàn)的
C．過程Ⅳ發(fā)生的反應(yīng)中，GeO2作氧化劑
D．上述過程涉及的基本反應(yīng)類型有復(fù)分解反應(yīng)、置換反應(yīng)
（3）某同學(xué)為了探究硫與濃硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物，將硫與濃硝酸混合，結(jié)果生成一種純凈無色氣體A，A遇空氣變紅棕色，據(jù)此寫出硫與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式S+2HNO3=H2SO4+2NO↑．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

18．亞硝酸氯（C1NO）是有機(jī)合成中的重要試劑．可由NO與Cl2在通常條件下反應(yīng)得到，化學(xué)方程式為2NO（g）+C12（g）?2C1NO（g），
（1）氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酸氯，涉及如下反應(yīng)：
①2NO2（g）+NaC1（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）   K1
②4NO2（g）+2NaC1（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）  K2
③2NO（g）+C12（g）?2C1NO（g）   K3
則K1，K2，K3之間的關(guān)系為K3=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$．
（2）已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表（亞硝酸氯的結(jié)構(gòu)為Cl-N=O）：
化學(xué)鍵N≡O(shè)Cl-ClCl-NN=O
鍵能/kJ．mol-1630243a607
則2NO（g）+C12（g）?2C1NO（g）反應(yīng)的△H和a的關(guān)系為△H=289-2akJ/mol．
（3）在1L的恒容密閉容器中充入2molNO（g）和1molC12（g），在不同溫度下測得c（C1NO）與時間的關(guān)系如圖A：

①由圖A可判斷T1＜T2，該反應(yīng)的△H＜0 （填“＞”“＜”或“=”）．
②反應(yīng)開始到10min時NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=0.1mol/（L•min）．
③T2時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2．
（4）一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO（g）和Cl2（g），平衡時ClNO的體積分?jǐn)?shù)隨$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$的變化圖象如圖B，則A、B、C三狀態(tài)中，NO的轉(zhuǎn)化率最大的是A點．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

5．某煤礦篩選煤后的廢棄煤矸石中主要含有SiO2、Al2O3、Fe2O3，利用該煤矸石可生產(chǎn)金屬Al及紅色顏料Fe2O3．其生產(chǎn)工藝流程如下圖所示：

回答下列問題：
（1）對煤矸石需要進(jìn)行粉碎，使粉末狀態(tài)的煤矸石在鹽酸中酸浸，煤矸石粉碎操作的目的是增大與酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，“酸浸”操作后的溶液Ⅰ中陽離子除H+外，還有Fe3+、Al3+．
（2）殘渣主要成分的化學(xué)式為SiO2，寫出該物質(zhì)的一種用途制備光導(dǎo)纖維．
（3）“轉(zhuǎn)化i”操作加入NH3除使溶液中的Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀外，其他作用是中和過量的鹽酸、沉淀鐵離子．
（4）“堿溶”操作中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（5）“轉(zhuǎn)化ii”操作通入了過量的氣體X，X的電子式為．
（6）電解氧化鋁的陽極反應(yīng)式為2O2--4e-=O2↑．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

2．下列說法或表示方法正確的是（　�。�
A．等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多
B．在稀溶液中，H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-57.3kJ/mol，若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合，放出的熱大于57.3kJ
C．由C（s，石墨）=C（s，金剛石）△H=+1.90kJ/mol可知，石墨沒有金剛石穩(wěn)定
D．在101kPa時，2g的氫氣完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-285.8kJ/mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．下列說法正確的一組是（　�。�
①不溶于水的鹽（CaCO3、BaSO4等）都是電解質(zhì) 
②酸、堿、鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)
③0.5mol•L-1 所有一元酸中氫離子濃度都是0.5mol•L-1    
④電解質(zhì)在通電情況下才能發(fā)生電離  
⑤電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的原因是在溶液中有自由移動的陰陽離子
⑥熔融的電解質(zhì)都能導(dǎo)電．
A．①③⑤⑥B．②④⑤⑥C．只有⑤D．只有⑤⑥

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